专利名称：一种基于中继的协作多播方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种基于中继的协作多播方法。
背景技术：
随着多媒体无线终端的普及，人们对无线多媒体业务的需求显著提高。同时剧增的业务需求也让信息技术产业对能源的消耗越来越大，因此如何实现无线环境中多媒体的节能可靠传输是下一代无线通信技术的重要研究领域。生活中多个用户可能同时需求相同的无线多媒体业务，比如球赛直播，软件更新，天气预报等，此时使用无线多播技术在相同的信道上为不同用户传输相同数据，相较于传统的无线单播技术可以获得更好的资源利用频率。但是为了满足所有用户的业务需求，无线多播的数据传输速率往往受限于其中链路最差的用户，链路质量较好用户的通信资源浪费严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于中继的协作多播方法，以解决传统无线多播技术中为了保证链路较差用户的可靠传输而对链路条件较好用户造成的信道资源浪费问题，并且和传统多播技术比较，获得了更高的吞吐量。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种基于中继的协作多播方法，用于一个蜂窝小区，该蜂窝小区包括一个基站、若干分布在基站和用户之间的中继，若干用户点播相同多播业务；包括以下步骤1)基站把待传输的多媒体数据(视频和图像)用分层编码方法产生基本层数据和增强层数据；2)把多播过程分为两个阶段，第一阶段基站广播基本层数据，中继和用户尝试译码，正确译码的中继在第二阶段参与协作，正确译码的用户在第二阶段接收增强层数据；3)第二阶段基站广播增强层数据，已经正确译码基本层数据的中继同时在相同的信道上发送基本层数据；在第一阶段已经正确译码的用户在第二阶段首先消除来自中继的干扰并接收来自基站的增强层信号，第一阶段未正确译码基本层数据的用户在第二阶段接收来自中继的基本层数据；同时控制第二个阶段中基站的发送功率，保证基本层的最低传输速率要求。本发明进一步的改进在于所述的步骤1)的具体方法如下基站把待传输的多媒体数据根据其内容的优先级进行分层编码获得基本层和增强层信息，基本层信息可以保证基本的图像质量，增强层在基本层的基础上提供更丰富的细节。本发明进一步的改进在于所述步骤2)的具体步骤如下2-1)把多媒体数据的多播分成两个阶段，第一阶段持续时间为T1，基站以功率Pf 广播调制后的基本层数据符号，则中继和用户接收到的信号为
公式中上标“(1)”表示第一阶段的传输，Ds, i表示节点i和基站s间的距离， η为路径损耗系数，hs, i表示节点i和基站s间的瑞利衰落系数，H1是第一阶段节点收到的均值为0方差为Ntl的高斯白噪声，A表示基本层的数据符号，则接收信噪比为
权利要求
1.一种基于中继的协作多播方法，用于一个蜂窝小区，该蜂窝小区包括一个基站、若干分布在基站和用户之间的中继，若干用户点播相同多播业务；其特征在于，包括以下步骤1)基站把待传输的多媒体数据用分层编码方法产生基本层数据和增强层数据；2)把多播过程分为两个阶段，第一阶段基站广播基本层数据，中继和用户尝试译码，正确译码的中继在第二阶段以译码转发的方式参与协作，正确译码的用户在第二阶段接收增强层数据；3)第二阶段基站广播增强层数据，已经正确译码基本层数据的中继同时在相同的信道上发送基本层数据；在第一阶段已经正确译码的用户在第二阶段首先消除来自中继的干扰并接收来自基站的增强层信号，第一阶段未正确译码基本层数据的用户在第二阶段接收来自中继的基本层数据；同时控制第二个阶段中基站的发送功率，保证基本层的最低传输速率要求。
2.根据权利要求1所述的基于中继的协作多播方法，其特征在于，所述的步骤1)的具体方法如下基站把待传输的多媒体数据根据其内容的优先级进行分层编码获得基本层和增强层信息，基本层信息可以保证基本的图像质量，增强层在基本层的基础上提供更丰富的细节； 所述多媒体数据为视频或图像数据。
3.根据权利要求1所述的基于中继的协作多播方法，其特征在于，所述步骤2)的具体步骤如下2-1)把多媒体数据的多播分成时间等长的两个阶段，第一阶段基站以功率巧(1)广播调制后的基本层数据符号，则中继和用户接收到的信号为公式中Dsa表示节点i和基站s间的距离，η为路径损耗系数，hs,i表示节点i和基站 s间的瑞利衰落系数，H1是第一阶段节点收到的均值为0方差为Ntl的高斯白噪声，xb表示基本层的数据符号，则接收信噪比为SWf = s幻ι "ι;K2-2)中继和用户尝试对接收到的基本层信号进行译码，用集合Gl表示在第一阶段正确译码的用户，用集合G2表示在第一阶段未正确译码的用户，用集合C表示正确译码的中继；Gl用户在第二阶段停止接收基本层数据，G2用户在第二阶段继续接收基本层数据，集合C内的中继将在第二阶段以相同的调制编码方式为G2用户协作转发数据。
4.根据权利要求1所述的基于中继的协作多播方法，其特征在于，所述步骤3)的具体步骤如下3-1)在多播的第二阶段，基站以功率if〕广播调制后的增强层数据符号，集合C内的中继以正确接收的基本层数据用和基站相同的规则重新编码调制后在多播信道上发送，所有中继使用相同的发射功率if)；此阶段任意用户i接收到的信号表示为少!2) =+ Σ W^ZAxb ‘WG C公式中、表示基本层的数据符号，Rm表示参与协作中继m，其中0 < m < M且m e C，n2 为接收端在第二阶段收到的均值为0，方差为Ntl的高斯白噪声，xe表示增强层的数据符号；3-2)对于Gl用户，中继发送的基本层数据符号&是干扰，花费信令开销获得中继调制编码规则和Gl用户与中继间的信道衰落系数，并进行去干扰，干扰消除后，Gl用户接收的等效符号为则Gl用户接收增强层的接收信噪比可以表示为
5. 一种基于中继的协作多播方法，用于一个蜂窝小区，该蜂窝小区包括一个基站，N个点播相同多播业务的用户，M个中继分布在基站和用户之间，其特征在于，包括以下步骤1)基站把待传输的多媒体文件根据内容的优先级进行分层编码，输出基本层数据和增强层数据；2)、在多播的第一个阶段，基站广播基本层数据2-1)、在多播传输的第一阶段，基站以Zf1发送基本层数据，、表示基本层数据符号，噪声no为方差为Ntl的高斯白噪声，信道衰落包含路径损耗和瑞利衰落，任意用户i的接收到的信号为
全文摘要
本发明提供一种基于中继的协作多播方法，包括1)把多媒体数据用分层编码方法产生基本层数据和增强层数据；2)把多播过程分为两个阶段，第一阶段基站广播基本层数据，中继和用户尝试译码，正确译码的中继在第二阶段参与协作，正确译码的用户在第二阶段接收增强层数据；3)第二阶段基站广播增强层数据，同时正确译码的中继同时在相同的信道上对外发送基本层数据；G1用户在第二阶段接收增强层数据时需消除来自中继的干扰，同时控制第二个阶段中基站的发送功率，保证G2用户满足基本层的最低传输速率要求。该方案实现了比传统中继协作方案更高的吞吐量。
文档编号H04W4/06GK102547597SQ20121006077
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者任品毅, 刘婧, 卢金城, 吴广恩, 杜清河, 王熠晨, 陈志刚 申请人:西安交通大学