專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于無(wú)線廣播組播分層調(diào)制的功率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無(wú)線廣播組播分層調(diào)制技術(shù)中的功率分 配方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信在過(guò)去幾年取得的巨大成就和未來(lái)所蘊(yùn)含的巨大發(fā)展?jié)摿o(wú)人質(zhì)疑。隨 著3G、4G等技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線通信不僅對(duì)純文本低速率的消息傳輸有了更高的要求， 也對(duì)高速率多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益增長(zhǎng)。無(wú)線廣播組播業(yè)務(wù)，如手機(jī)上網(wǎng)、移動(dòng)電視 等，因其低廉的應(yīng)用成本和對(duì)帶寬的高效利用率而使得專(zhuān)門(mén)針對(duì)提高多媒體廣播組播服務(wù) 質(zhì)量的研究逐步成為無(wú)線通信發(fā)展的主流。
在現(xiàn)有的普通廣播系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率以及調(diào)制編碼方式均是以覆蓋區(qū)域 內(nèi)的最差用戶(hù)為基準(zhǔn)，這樣才能保證所有用戶(hù)都能享受到所提供的多媒體服務(wù)。但是，這樣 不僅會(huì)降低近端用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量，而且會(huì)造成很大時(shí)延。
發(fā)明人于2010年12月27日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?01010606067. 0的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)《一種無(wú)線廣播組播傳輸方法》，將機(jī)會(huì)多播優(yōu)化應(yīng)用到分層信源編碼的技術(shù)方案。在該專(zhuān) 利申請(qǐng)?zhí)岢龅臋C(jī)會(huì)多播中
一方面，在機(jī)會(huì)多播中，基站信號(hào)的發(fā)射速率是根據(jù)某個(gè)中間信道條件的用戶(hù)而 定的，每次發(fā)射保證有P (0<p< 100%)的用戶(hù)能夠接收到廣播消息。在這種情況下，基 站信號(hào)的發(fā)射速率會(huì)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)廣播的發(fā)射速率，同時(shí)每次基站發(fā)射有P的用戶(hù)能夠接收 到廣播消息，基站將消息重發(fā)若干次就能夠讓所有用戶(hù)都接收到廣播消息，所有用戶(hù)都接 收到廣播消息的系統(tǒng)時(shí)延將會(huì)大大減小。
另一方面，為提高頻譜利用效率及保證傳輸質(zhì)量，基于多媒體業(yè)務(wù)的分層信源編 碼方案成為現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。如

圖1所示，分層信源編碼的主要原理是將原始的視頻信息 編碼為基本層信息流(基本流)和增強(qiáng)層信息流(增強(qiáng)流)?；玖骺紤]的是覆蓋內(nèi)的所 有用戶(hù)，可以保證最差用戶(hù)(如離基站端BS最遠(yuǎn)的用戶(hù)端U2)也能得到最基本的視頻觀賞 效果，而增強(qiáng)流是面向信道狀況較好的用戶(hù)的，只有那些信道較好的用戶(hù)(如離基站端BS 較近的用戶(hù)端Ul)才能正確解碼，從而得到更加精細(xì)的視頻享受，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同用 戶(hù)的不同服務(wù)等級(jí)，對(duì)信道狀況較好的用戶(hù)提供了更好的服務(wù)，充分地利用了信道狀況較 好的用戶(hù)的信道資源。此外，傳輸時(shí)，要求基本流的時(shí)延越小越好，而要求增強(qiáng)流的吞吐量 越大越好，使用分層信源編碼可以盡量滿(mǎn)足對(duì)不同數(shù)據(jù)流的期望目標(biāo)。
在上述發(fā)明申請(qǐng)中，通過(guò)將機(jī)會(huì)多播優(yōu)化應(yīng)用到分層信源編碼的技術(shù)方案，為不 同的層分配不同的速率，從而使得基本流時(shí)延盡可能小且增強(qiáng)流的吞吐量盡可能大。但是， 在上述專(zhuān)利申請(qǐng)中，未提及如何合理地分配功率分配因子的情況下，為各個(gè)層分別分配速 率，以進(jìn)一步在使得基本流時(shí)延盡可能小且使得增強(qiáng)流的吞吐量盡可能大。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)線廣播組播傳輸方法分層 調(diào)制功率分配方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于無(wú)線廣播組播分層調(diào)制的功率分配方法， 在該方法中
發(fā)送端將功率λ P分配給基本流，將(1-λ)Ρ分配給增強(qiáng)流，以及每次以第一用戶(hù) 選擇比例Pb發(fā)送所述基本流以及以第二用戶(hù)選擇比例Pe發(fā)送所述增強(qiáng)流，直到推定為收 到所述基本流的用戶(hù)比例大于等于預(yù)定比例H時(shí)的發(fā)完時(shí)刻為止，λ表示功率分配因子，0 < λ < 1，P為用于發(fā)送所述基本流和所述增強(qiáng)流的總功率，其特征在于，包括
確定步驟，將λ的值確定為使得i最大時(shí)λ的取值，其中，Cu為發(fā)完時(shí)刻增強(qiáng)流的吞吐量，Kb為發(fā)完時(shí)刻的系統(tǒng)時(shí)延，以及Cu和Kb均為λ的表達(dá)式，H大于等于90%，以及
所述第一用戶(hù)選擇比例Pb是根據(jù)小區(qū)中用戶(hù)端的信道狀況推定為每次發(fā)送時(shí)能 夠成功接收到所發(fā)送的基本流消息的用戶(hù)端占所有要接收消息的用戶(hù)端的比例，所述第二 用戶(hù)選擇比例Pe是根據(jù)小區(qū)中用戶(hù)端的信道狀況推定為每次發(fā)送時(shí)能夠接收到所發(fā)送的 增強(qiáng)流消息的用戶(hù)端占所有要接收消息的用戶(hù)端的比例。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的用于無(wú)線廣播組播分層調(diào)制的功率分配方法， Kb-——
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線廣播組播分層調(diào)制的功率分配方法，發(fā)送端將功率λ P分配給基本 流，將(1-λ )Ρ分配給增強(qiáng)流，以及每次以第一用戶(hù)選擇比例Pb發(fā)送所述基本流以及以第 二用戶(hù)選擇比例Pe發(fā)送所述增強(qiáng)流，直到推定為收到所述基本流的用戶(hù)比例大于等于預(yù)定 比例H時(shí)的發(fā)完時(shí)刻為止，λ表示功率分配因子，0< λ ^ 1，P為用于發(fā)送所述基本流和 所述增強(qiáng)流的總功率，其特征在于，包括確定步驟，將λ的值確定為使得;^最大時(shí)λ的取值，其中，Cu為發(fā)完時(shí)刻增強(qiáng)流的吞吐量，Kb為發(fā)完時(shí)刻的系統(tǒng)時(shí)延，以及Cu和Kb均為λ 的表達(dá)式，H大于等于90%，以及所述第一用戶(hù)選擇比例Pb是根據(jù)小區(qū)中用戶(hù)端的信道狀況推定為每次發(fā)送時(shí)能夠成 功接收到所發(fā)送的基本流消息的用戶(hù)端占所有要接收消息的用戶(hù)端的比例，所述第二用戶(hù) 選擇比例Pe是根據(jù)小區(qū)中用戶(hù)端的信道狀況推定為每次發(fā)送時(shí)能夠接收到所發(fā)送的增強(qiáng) 流消息的用戶(hù)端占所有要接收消息的用戶(hù)端的比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， Kb =——BXog2其中，η為總的發(fā)送次數(shù)，s為需要發(fā)送的信息數(shù)，B為傳輸帶寬，r。為小區(qū)半徑，m表示 路損指數(shù)，P0 = GP/N表示綜合考慮了功率和信道狀況的因子，其中，G為綜合考慮了包括 路損、天線增益和天線高度的因素影響的因子，N為高斯白噪聲，η為以Pb表示的表達(dá)式，Pb 為以的λ表示的表達(dá)式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述確定步驟之前，在將Kb的表達(dá)式中的λ作為常量且將Pb作為變量的情況下，對(duì) 根據(jù)Kb的表達(dá)式進(jìn)行求導(dǎo)，將Pb的以λ表示的表達(dá)式確定為使得Kb最小時(shí)的以λ表示 的表達(dá)式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述確定步驟之前，將Pb確定為使得Kb最小時(shí)的以λ表示的表達(dá)式；以及在所述確定步驟之后，將所述確定步驟中所確定的λ的值帶入所確定的Pb的以λ表 示的表達(dá)式，以求得Pb的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所求得的Pb的值，通過(guò)如下表達(dá)式來(lái)計(jì)算用于發(fā)送所述基本流的發(fā)送速率Vb Vfe-Iogi <-P^Pb 。 h -(^)/7。1 ^」。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述確定步驟之前，還將Pe確定為使得Cu最大時(shí)的以λ表示的表達(dá)式；以及在所述確定步驟之后，還將所述確定步驟中所確定的λ的值帶入所確定的的 以λ表示的表達(dá)式，以求得&的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)所求得的Pb和P6的值，通過(guò)如下表達(dá)式來(lái)計(jì)算用于發(fā)送所述增強(qiáng)流的發(fā)送速率
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述確定步驟之前，在將Cu的表達(dá)式中的λ作為常量且將pj乍為變量的情況下，對(duì) Cu的表達(dá)式進(jìn)行求導(dǎo)，將的以λ表示的表達(dá)式確定為使得Cu最大時(shí)的以λ表示的表達(dá) 式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定比例H大于等于95%，以及通 過(guò)如下步驟來(lái)推定能夠成功接收到所述基本流的用戶(hù)比例第一次發(fā)送所述基本流后，推定為能夠成功接收所述基本流的用戶(hù)比例為Pb，未能接 收到所述基本流的用戶(hù)比例為I-Pb ；在第一次之后每次發(fā)送所述基本流時(shí)，將能夠成功接收到所發(fā)送的所述基本流的用戶(hù) 比例推定為前一次發(fā)送時(shí)被推定為能夠成功接收到所發(fā)送的所述基本流的用戶(hù)與前一次 發(fā)送時(shí)被推定為未能成功接收到所述基本流的用戶(hù)比例乘以所述第一用戶(hù)選擇比例Pb之 和。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于無(wú)線廣播組播分層調(diào)制的功率分配方法，發(fā)送端將功率λP分配給基本流，將(1-λ)P分配給增強(qiáng)流，以及每次以第一用戶(hù)選擇比例pb發(fā)送基本流以及以第二用戶(hù)選擇比例pe發(fā)送增強(qiáng)流，直到推定為收到基本流的用戶(hù)比例大于等于預(yù)定比例H時(shí)的發(fā)完時(shí)刻為止，λ表示功率分配因子，0＜λ≤1，P為用于發(fā)送基本流和增強(qiáng)流的總功率。將λ的值確定為使得最大時(shí)λ的取值，其中，Cu為發(fā)完時(shí)刻增強(qiáng)流的吞吐量，KB為發(fā)完時(shí)刻的系統(tǒng)時(shí)延，以及Cu和KB均為λ的表達(dá)式，H大于等于90％。本發(fā)明提出了最優(yōu)功率分配方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性能最優(yōu)化。
文檔編號(hào)H04W52/34GK102036184SQ201110007390
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者劉洋, 張興, 李秦梓, 王文博, 胡春靜 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)