一种移动多媒体广播网络的突发传输调度方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及无线数字多媒体广播系统的传输技术。

背景技术：

随着移动技术的飞速发展，多媒体业务的传播已经从传统的有线网络向无线用户延伸。有关的移动电视标准有dvb-h(digitalvideobroadcast-handheld)、mediaflo(forwardlinkonly)、atscm/h(advancedtelevisionsystemscommittee-mobile/handheld)、mbms(multimediabroadcastmulticastservices)、t-dmb(terrestrialdigitalmultimediabroadcast)得到了广泛的部署。

尽管如此，移动电视仍然面临一些现实的问题，例如电池功率限制下的有限使用时间，为了减少接收机的能耗，dvb-h和atscm/h中提出了时间分片的概念。时间分片包含了用突发的方式广播视频数据，突发速率远高于视频流的比特速率，因此移动设备可以在两次相邻的突发之间关闭接收机以节约能耗。突发比特速率越高，发射机关闭的时间则越长，可以节约更多的能量。由于需要广播多个电视频道，因此需要进行突发调度算法的设计。诺基亚的mbs(mobilebroadcastsolution)方案中，网络运营商为所有电视频道手动设置一个公共的突发周期，在一个相同的时间周期内，所有电视频道拥有相同数量的突发，但是频道突发长度根据频道传输速率的不同而不同，当各频道的传输速率之间差别很大时，节能效果并不明显，且易造成缓冲区的溢出或闲置。dbs(doublebufferingscheduling)适用于任意的频道比特速率，是一种有效的突发调度方法。在dbs中，一帧被划分为不同数量的子帧，用于不同的电视频道，移动设备的缓冲区分为两个相等的部分，在一个频道的每一个子帧中，移动设备接收突发来填充一部分缓冲区，同时取走另一部分缓冲区存放的前一个子帧的突发，只要每一个子帧的总突发长度等于接收机缓冲区长度的一半，缓冲区溢出或闲置都不会发生，其缺点在于只利用了接收机缓冲区的一半存储突发，降低了节能率。rps(regulatedperiodscheduling)比dbs的复杂度更低，通过优化帧的长度获得更高的节能率。然而，rps仍然存在一些缺陷，例如突发周期的限制没有考虑不同频道的需求，在频道切换时延上的考虑也存在欠缺，且不适用于vbr(variablebitrate)编码。

在rps方案中，一个频道的突发周期的长度受到最大突发周期的限制，而最大突发周期取决于数据的突发速率、接收机的缓冲区长度以及接收机的数据使用速率。由于不同类型移动设备的接收机缓冲区长度并不一定相同，因此，对于不同的移动设备，同一个频道的最大突发周期会不同，从而造成了调度混乱，是不可行的。此外，prs中的频道突发周期的计算只需要满足频道的突发周期小于频道的最大突发周期这一个条件，可能发生部分频道被过度地调度而部分频道得不到有效调度的情况。

技术实现要素：

基于上述背景，本发明在rps方案的基础上，通过合理设置频道的最大突发周期，优化突发周期的限制条件，提供了一种适用于移动多媒体广播网络的突发传输调度方法。本发明不仅克服了当网络中不同类型接收机的缓冲长度不同时rps方案造成的调度混乱，为移动多媒体广播网络中突发传输调度的设计与实现提供了有效的解决方案；本发明还克服了rps方案在极端情况下造成的部分频道得不到调度的不合理现象，有助于提升移动多媒体广播网络的突发传输调度性能。下面描述的是本发明技术方案的主要步骤。

(1)根据各频道的突发周期ti，i＝1，2，…n，n为频道数；按照递增的方式对各频道进行排序；排序后的频道对应的突发周期分别是ti′＝tb,i′+tc,i′；tb,i′为排序后的第i个频道在一个突发周期内发射数据的时间长度，tc,i′为排序后的第i个频道在一个突发周期内不发射数据的时间长度。

(2)首先调度排序后的第一个频道，所述第一个频道的突发周期起始时间为第j帧的起始时间其次调度排序后的第二个频道，所述第二个频道的突发周期起始时间依次类推，直至完成排序后的第n个频道的调度，所述第n个频道的突发周期起始时间由此完成了第j帧的第一次频道调度。

(3)完成第j帧的一次频道调度后，接着进行第j帧的下一次频道调度，调度的顺序及方式与前一次相同。

具体实施方式

在实际的突发传输调度过程中，需要计算第i个频道的突发周期ti，目前对于突发周期的确定存在多种方式，下面本发明给出一种优选的确定方式。定义第i个频道的突发周期n为频道数，qi为自然数，tb,i为第i个频道在一个突发周期内发射数据的时间长度，tc,i为第i个频道在一个突发周期内不发射数据的时间长度。于是，确定第i个频道的突发周期ti也就是确定ki的取值，考虑三个方面的因素：(1)每一帧中各频道至少被调度一次；(2)第i个频道的突发周期ti小于或等于第i个频道的最大突发周期ti^max；(3)各频道的突发周期应该小于或等于一帧的长度τ，因此，对于i＝1，2，…n，ki应该为同时满足条件ti≤ti^max和ti≤τ的尽可能小的自然数。

目前对于上述最大突发周期ti^max的确定也存在多种定义，下面本发明给出一种优选的确定方式。确定第i个频道的最大突发周期ti^max时考虑两个方面的因素：(1)不同类型接收机的缓冲区长度，(2)每一帧中各频道至少被调度一次。定义第i个频道的最大突发周期为r为每一个频道的数据突发速率，b^min为不同类型接收机的缓冲区长度的最小值，ci为接收机第i个频道的数据使用速率。

每一帧的频道调度从每一帧的起始时间开始，第j帧(j＝1,2,3...)中的突发传输调度方法如下：

步骤一：计算第i个频道的突发周期ti，i＝1，2，…，n。

步骤二：根据各频道的突发周期ti，按照递增的方式对频道进行排序，排序后的频道对应的突发周期分别是ti′，i＝1，2，…，n；相应地，ti′＝tb,i′+tc,i′，tb,i′为排序后的第i个频道在一个突发周期内发射数据的时间长度，tc,i′为排序后的第i个频道在一个突发周期内不发射数据的时间长度。

步骤三：从第j帧的起始时间开始完成第一次频道调度，即首先调度排序后的第一个频道，第一次频道调度中排序后的第一个频道的突发周期起始时间为第j帧的起始时间其次是排序后的第二个频道，第一次频道调度中排序后的第二个频道的突发周期起始时间依次类推，直至完成排序后的第n个频道的调度，第一次频道调度中排序后的第n个频道的突发周期起始时间

步骤四：完成第j帧的一次频道调度后，接着进行第j帧的下一次频道调度，调度的顺序与前一次频道调度相同。

每次频道调度过程应遵循一定的原则，遵循不同的原则也将获得少许不同的效果。本实施例在此给出一个优选的原则，以期获得最大的有益效果。

(1)每一个频道在第j帧的一次频道调度中的突发周期起始时间为该频道在第j帧的上一次频道调度中的突发周期起始时间与该频道的突发周期之和所对应的时间；但是，如果根据计算得到的该频道在一次频道调度中的突发周期起始时间、该频道该次被调度的突发周期中发射数据的时间与历次频道调度中已经调度的各频道的突发周期中发射数据的时间存在重叠或部分重叠，应延迟该频道在该次频道调度中的突发周期起始时间直至无任何重叠。

(2)当任意频道在第j帧的一次频道调度中的突发周期起始时间与该频道的突发周期之和大于或等于该频道在第j+1帧的第一次频道调度中的突发周期起始时间时，终止该频道在第j帧的该次以及后续频道调度中的调度。

(3)当所有频道都终止在第j帧的一次频道调度中的调度时，这一帧的频道调度过程结束。