本發(fā)明屬于無線通信(多媒體多播)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法。

背景技術(shù)：

無線通信采用電磁波進(jìn)行信息傳遞，是近些年迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領(lǐng)域，它采用的無線傳播手段代替纜線類物理傳輸媒質(zhì)，使得用戶得以接入網(wǎng)絡(luò)，因而能夠降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展性。自七十年代末美國(guó)出現(xiàn)第一個(gè)用于商業(yè)的蜂窩電話系統(tǒng)，移動(dòng)無線通信經(jīng)歷了第一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)到第二代移動(dòng)通信技術(shù)(2G)數(shù)字蜂窩系統(tǒng)到第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)寬帶無線系統(tǒng)再到長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE，Long Term Evolution)，等系統(tǒng)的變遷。通信技術(shù)的改進(jìn)使得用戶能夠得到越來越高質(zhì)量的服務(wù)。同時(shí)，隨著因特網(wǎng)和智能終端的飛速發(fā)展，手機(jī)用戶隨時(shí)隨地都可能有龐大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸需求，這其中以視頻業(yè)務(wù)占主體。思科公司的報(bào)告中曾提出：到2019年，視頻流量將是2014年的15倍，占整個(gè)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的75％。但在如今通信需求大、頻譜資源緊張的狀況下，網(wǎng)絡(luò)頻譜的使用并不充分。美國(guó)聯(lián)邦委員會(huì)的研究報(bào)告表明：無線通信頻段頻譜利用率較低，一些分配的頻段非常擁擠，而一些授權(quán)頻段則長(zhǎng)期空閑，尤其蜂窩網(wǎng)絡(luò)的上行頻譜使用隨機(jī)，利用率不高。如何在利用有限的頻譜資源來應(yīng)對(duì)如此爆炸式增長(zhǎng)的視頻數(shù)據(jù)流量成了亟待解決的問題。第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP，the third Generation Partnership Project)提出了一個(gè)解決方案就是利用無線傳輸?shù)奶烊惶匦栽诜涓C網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行廣播或者多播稱為多媒體廣播多播服務(wù)(MBMS，Multimedia Broadcast Multicast Service)。在3GPP的R8階段(3GPP’s Release 8)中，MBMS已經(jīng)加入LTE標(biāo)準(zhǔn)下并且被擴(kuò)展成為演進(jìn)的MBMS(eMBMS,evolved MBMS)。

在eMBMS網(wǎng)絡(luò)中，多播服務(wù)采用傳統(tǒng)多播方案(CMS,Conventional Multicast Scheme)，基站同時(shí)用統(tǒng)一的速率為多播組內(nèi)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在實(shí)際應(yīng)用中，由于不同的用戶處在不同的地理位置，從基站到這些用戶的信道條件也各不相同。為保證多播組內(nèi)所有用戶都能正確接收到數(shù)據(jù)，應(yīng)用多媒體多播其中一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是：如何處理這些各不相同的衰落信道？在這里，我們用一個(gè)例子來說明。假設(shè)有兩個(gè)用戶，其中一個(gè)的信道“好”，另外一個(gè)信道較“差”。傳統(tǒng)多播方案中，基站(基站)通過較“差”的信道給這些用戶多播一個(gè)視頻流，傳輸速率較低，視頻質(zhì)量較差。若基站通過“好”信道給用戶多播，信道“差”的用戶將無法解碼。為解決上述問題，學(xué)者們提出了各種各樣的解決方案。文章“T.P.Low,M.O.Pun,Y.W.P.Hong,and C.C.J.Kuo,Optimized opportunistic multicast scheduling(OMS)over wireless cellular networks”提出了機(jī)會(huì)多播方案(OMS，opportunistic multicast scheduling)，就是在每個(gè)傳輸時(shí)間間隔內(nèi)(TTI，TransmissionTime Interval)，基站只為多播組中信道質(zhì)量條件“好”的用戶進(jìn)行服務(wù)以最大化他們的QoS。這樣的做法保證了系統(tǒng)傳輸速率的提升，但是顯然用戶的公平性無法得到保證。除了CMS和OMS兩種單速率(single-rate)傳輸方案外。也有一些學(xué)者致力于多速率(multi-rate)多播傳輸方案的研究，比如文章“L.Militano,M.Condoluci,G.Araniti,andA.Iera,Multicast service delivery solutions in LTE-Advanced systems”和文章“L.Militano et al,Radio resource management for grouporiented services in LTE-A”。多速率傳輸方案一般的思路是利用用戶信道質(zhì)量條件的差異性，對(duì)多播組內(nèi)用戶進(jìn)行進(jìn)一步劃分，形成子分組，對(duì)于不同的子分組采用不同的傳輸速率進(jìn)傳輸。

近年來，設(shè)備之間的鏈路直傳被考慮加入多媒體多播服務(wù)，來克服上述方案只考慮將基站作為發(fā)送端帶來的一些缺點(diǎn)。大部分現(xiàn)存的設(shè)備直傳傳輸方案的焦點(diǎn)在于，非授權(quán)頻段上的短距離傳輸。如文章“S.C.Spinella,G.Araniti,A.Iera,and A.Molinaro,Integration of ad-hoc networks with infrastructured systems for multicast services provisioning,”，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中將一些移動(dòng)終端設(shè)備作為傳輸點(diǎn)，通過多跳ad-hoc Wi-Fi鏈路為其地理位置附近的其他設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)從基站處接收到的多播數(shù)據(jù)。然而這些方案由于工作頻段跟蜂窩網(wǎng)絡(luò)的不統(tǒng)一需要對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的空中接口做一些修改，實(shí)際應(yīng)用性不高。

因此，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站統(tǒng)一管理下的D2D(Device-to-Device)通信和多媒體多播結(jié)合在一起顯得十分必要。引入D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)有如下優(yōu)點(diǎn)：1)基站負(fù)載低，僅在蜂窩傳輸模式下，當(dāng)用戶增加或者數(shù)據(jù)傳輸需求增大時(shí)，基站的負(fù)載是呈加和形式的，其相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理能力和信息傳輸能力需要很大的提高。而D2D是設(shè)備之間的通信，數(shù)據(jù)傳輸不經(jīng)過基站中轉(zhuǎn)，因而減輕了基站的負(fù)載壓力。2)終端能耗低，屬于短距離通信技術(shù)，傳輸路徑損耗相對(duì)較小，在保證目標(biāo)信噪比要求下，用戶可以在一定程度上降低發(fā)射功率。當(dāng)保持發(fā)射功率不變時(shí)，可以提高信噪比、增加吞吐量。當(dāng)小區(qū)邊緣用戶使用D2D技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，終端無需克服遠(yuǎn)距離的路徑損耗與基站通信，終端設(shè)備的直接數(shù)據(jù)傳輸有助于減少發(fā)射功率、提高服務(wù)質(zhì)量。3)頻譜利用率高，用戶可以基于網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)及資源使用情況靈活地選擇復(fù)用的信道，充分調(diào)度頻譜資源，提高其利用率。短距離通信在提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的同時(shí)，改善了頻譜使用情況。4)可靠性高，D2D通信可以復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)頻段，通過基站對(duì)用戶資源分配和功率的控制自身對(duì)系統(tǒng)小區(qū)的干擾，以此來提供更加穩(wěn)定可靠的通信環(huán)境。D2D通信不同于藍(lán)牙等短距離通信技術(shù)，其建立和連接由蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)執(zhí)行，對(duì)于終端而言，屬于透明傳輸，因而改善了用戶體驗(yàn)。根據(jù)D2D通信所使用的無線資源情況，D2D通信的工作模式可以分為三類：專用模式、復(fù)用模式、蜂窩模式。其中，專用模式是指D2D通信用戶利用專用的無線資源進(jìn)行通信。此時(shí)，小區(qū)內(nèi)的蜂窩通信用戶與D2D通信用戶利用的無線資源是相互正交的，相互之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。復(fù)用模式是指D2D通信用戶共享小區(qū)內(nèi)其他的蜂窩通信用戶的無線資源。因?yàn)樵诜涓C通信中，存在著上行通信鏈路和下行通信鏈路。所以，D2D通信用戶既可以復(fù)用小區(qū)內(nèi)其他蜂窩通信用戶的上行通信鏈路的資源也可以共用蜂窩通信用戶的下行通信鏈路的資源。當(dāng)D2D通信工作復(fù)共用模式下，蜂窩通信與D2D通信之間會(huì)產(chǎn)生干擾。為了保證通信的順利進(jìn)行，應(yīng)該采取有效的干擾控制技術(shù)來限制他們之間的干擾。蜂窩模式是指D2D通信需要經(jīng)過基站進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，此時(shí)，D2D通信不僅需要上行通信鏈路的資源也需要下行通信鏈路的資源，跟普通的蜂窩用戶沒有明顯區(qū)別。

基于D2D通信的多媒體協(xié)作多播方案中，屬于同一多播組距離較近的用戶直接可以利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行設(shè)備間的鏈路直傳來克服蜂窩網(wǎng)絡(luò)小區(qū)邊緣用戶服務(wù)質(zhì)量差的問題。屬于同一多播組的用戶在一個(gè)或者多個(gè)中繼用戶周圍形成子分組，中繼用戶從基站直接接收多播數(shù)據(jù)，而子分組內(nèi)用戶通過中繼用戶對(duì)多播數(shù)據(jù)進(jìn)行重傳來獲得信息。采用該方案可以使得基站使用較高的調(diào)制編碼方案(MCS，Modulation and Coding Scheme)來為中繼用戶傳輸信息，同時(shí)中繼用戶和子分組用戶之間由于距離較近采用D2D通信，鏈路質(zhì)量也比較高，從而使得整個(gè)系統(tǒng)傳輸速率顯著提高。

將D2D通信引入多媒體多播技術(shù)中的同時(shí)也存在著新的問題如：中繼用戶如何選擇？子分組如何劃分？基站如何為不同的子分組劃分資源？等。文章“Bin Zhou,Honglin Hu et al，Intracluster Device-to-Device RelayAlgorithmWith Optimal Resource Utilization”提出了自適應(yīng)的中繼數(shù)目選擇方案以最大化D2D傳輸時(shí)的資源利用率?？朔藗鹘y(tǒng)中繼選擇時(shí)選擇固定中繼帶來的問題。文章“Yiqing Zhou et al，Two-Stage Cooperative Multicast Transmission with Optimized Power Consumption and Guaranteed Coverage”提出了一種在保證有效覆蓋率的前提下，最小化傳輸功率的有效方法。文章“L.Militano et al.,Wi-Fi cooperation or D2D-based multicast content distribution in LTE-A:A comparative analysis,”主要解決了中繼用戶進(jìn)行D2D傳輸轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)需要資源問題。上述文章中為避免子分組之間的相互干擾，通常假設(shè)不同的D2D傳輸者之間采用相互正交的不同資源。然而這一假設(shè)會(huì)嚴(yán)重影響可以被作為中繼用戶的數(shù)目以及子分組的結(jié)構(gòu)，從而限制了D2D協(xié)作多播的性能提升。為克服這樣問題，受多播廣播單頻網(wǎng)絡(luò)(MBSFN,Multicast Broadcast Single Frequency Network)中多個(gè)基站在進(jìn)行嚴(yán)格時(shí)間同步的基礎(chǔ)上在相同頻段上同時(shí)發(fā)送同一信號(hào)的啟發(fā)，文章“Single Frequency-Based Device-to-Device-Enhanced Video Delivery for Evolved Multimedia Broadcast and Multicast Services”提出了中繼采用單頻的方式進(jìn)行D2D傳輸，由于在同一時(shí)間所有中繼用戶采用相同頻段發(fā)送同一信號(hào)，對(duì)于子分組中的用戶來說，可以將各個(gè)中繼用戶的信號(hào)看成是同一信號(hào)的多徑成分進(jìn)行處理。該文章中，基站多播時(shí)ACK-devices中的所有數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)發(fā)給NACK-devices，然而這對(duì)于視頻流傳輸是實(shí)時(shí)性允許一定丟包率的業(yè)務(wù)而言并不是必要的?，F(xiàn)有的D2D協(xié)作多媒體多播傳輸方案大多只是一味地提高總吞吐量或者總傳輸速率，從用戶角度來看在視頻傳輸時(shí)，若不考慮視頻幀結(jié)構(gòu)的特殊性，并不一定會(huì)帶來視頻質(zhì)量的巨大增益。文章“Yang Cao et al.,Social-Aware Video Multicast Based on Device-to-Device Communications”提出了結(jié)合視頻幀結(jié)構(gòu)的多媒體多播方案。利用社交感知，使得同一多播組內(nèi)的用戶形成社交互惠圈，進(jìn)一步利用D2D通信進(jìn)行多播數(shù)據(jù)重傳。然而該方法中，由于屬于不同社交互惠圈的多播用戶可能有相同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，這些用戶分別由同一互惠圈內(nèi)用戶進(jìn)行一對(duì)一重傳的方式可能會(huì)帶來時(shí)頻資源的浪費(fèi)。

相比之下，本方案的提出能夠有效克服上述方案的一些問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法。通過利用D2D通信，解決傳統(tǒng)多媒體多播方案中多播速率受到簇內(nèi)最差衰落信道影響的問題。通過利用視頻幀結(jié)構(gòu)的特殊性，結(jié)合用戶實(shí)際需求，在基站的協(xié)助下使得中繼用戶在同一時(shí)間傳輸相同的內(nèi)容，解決現(xiàn)有D2D協(xié)作多播方案中常見的干擾問題，同時(shí)采用單頻的資源分配方式，增加中繼選擇和分組的靈活性并提高頻譜效率。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法，所述基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法包括以下步驟：

步驟一，基站聲明某個(gè)視頻多播服務(wù)，小區(qū)中所有感興趣的用戶加入該服務(wù)并形成多播簇，共有K個(gè)用戶；

步驟二，以視頻編碼中的一個(gè)基本單位GOP(Group of Pictures,畫面組)的傳輸為周期，基站將視頻流多播給簇內(nèi)用戶

下面以一個(gè)周期的長(zhǎng)度(也稱為一個(gè)時(shí)隙)為例，對(duì)后續(xù)步驟進(jìn)行說明：

步驟三，在多播子時(shí)隙結(jié)束后，用戶檢查丟失分組的幀，并將序號(hào)上報(bào)給基站；

步驟四，基站接收用戶的反饋信息，根據(jù)待修復(fù)幀的優(yōu)先級(jí)建立順序表，將當(dāng)前具有最高優(yōu)先級(jí)的幀稱為目標(biāo)幀，建立目標(biāo)幀ACK-devices、NACK-devices之間D2D鏈路的CQI矩陣；

步驟五，根據(jù)CQI矩陣進(jìn)行中繼選擇和分組，計(jì)算傳輸目標(biāo)幀m需要的時(shí)間T_m

步驟六，T_now表示當(dāng)前時(shí)刻，D2D子時(shí)隙開始時(shí)初始化為0，T_m+T_now≤Deadline；若T_m+T_now＞Deadline返回步驟三，進(jìn)行下一GOP的傳輸；

步驟七，中繼用戶向其組內(nèi)成員以D2D通信的方式傳輸目標(biāo)幀，T_now＝T_now+T_m；

步驟八，結(jié)束目標(biāo)幀傳輸，并將其序號(hào)從順序表中刪除，返回步驟四，進(jìn)行下一目標(biāo)幀的傳輸。

進(jìn)一步，所述步驟四進(jìn)一步包括：

某個(gè)視頻幀“價(jià)值”越大，優(yōu)先級(jí)越高；

對(duì)于具有相同“價(jià)值”的視頻幀，需要的人數(shù)越多，優(yōu)先級(jí)越高。

進(jìn)一步，所述步驟四進(jìn)一步包括：根據(jù)順序表中的序號(hào)，逐個(gè)進(jìn)行傳輸，并建立當(dāng)前目標(biāo)幀ACK-devices和NACK-devices之間D2D鏈路的CQI矩陣表，用c_k,_j表示用戶k，j之間D2D鏈路的CQI等級(jí)其中ACK-devices指成功接收目標(biāo)幀的用戶，用U_ACK表示該用戶集合；NACK-devices指目標(biāo)幀有丟失分組的用戶，用U_NACK表示該用戶集合；且有U_NACK∩U_ACK＝K。

進(jìn)一步，所述步驟五進(jìn)一步包括：基站根據(jù)目標(biāo)幀的CQI矩陣進(jìn)行中繼選擇和分組；其中r∈R表示作為傳輸者的ACK-devices，稱為中繼，R表示中繼用戶的集合,D_r表示中繼用戶r的組內(nèi)成員，接收其所發(fā)送數(shù)據(jù)的NACK-devices，中繼選擇和分組完成后應(yīng)滿足：

對(duì)于所有的r∈R，應(yīng)有D_r的并集等于NACK-devices的集合，即

進(jìn)一步，所述步驟五中繼選擇和分組方法為：

1)對(duì)于所有的ACK-devices，只有那些能夠保證至少一個(gè)到NACK-devices的D2D鏈路具有最高CQI值的用戶才能被選作中繼；

2)基站為NACK-devices選擇“最好”的中繼，也就是使其具有最高CQI值的ACK-devices作為中繼；當(dāng)有多個(gè)中繼可以保證相同的CQI等級(jí)時(shí)，基站選擇組成員較多的用戶作為中繼。

通過上述步驟，一方面能夠使用較少的中繼以減少用戶的功率損耗，另一方面，中繼用戶能夠采用較高的MCS，得到較高的頻譜效率。

進(jìn)一步，所述中繼選擇和分組完成后，中繼到其組內(nèi)成員的D2D通信可以是單播或者多播?？梢酝ㄟ^CQI等級(jí)計(jì)算出每個(gè)中繼用戶在D2D鏈路上的MCS(Modulation and Coding Scheme，調(diào)制編碼方案)。若中繼用戶以多播的方式進(jìn)行D2D傳輸，為使所有的組內(nèi)成員都能正確接收數(shù)據(jù)，中繼用戶采用其在CQI矩陣中的最低值r∈R，對(duì)應(yīng)的MCS。由于本方案采用單頻的資源分配方式，所有的中繼用戶都將在D2D子時(shí)隙使用相同資源塊，因此將采用統(tǒng)一的MCS為其組員服務(wù)，為保證所有的NACK-devics都能正確接收數(shù)據(jù)，采用的MCS應(yīng)為所有l(wèi)_r中的最小值對(duì)應(yīng)的MCS，l_D2D＝min{l_r}。

進(jìn)一步，所述傳輸目標(biāo)幀所需要時(shí)間的計(jì)算方法包括：

若T_m+T_now≤Deadline，中繼用戶向其組內(nèi)成員傳輸目標(biāo)幀，并更新T_now,T_now＝T_now+T_m；

若T_m+T_now＞Deadline，則終止D2D通信，等待傳輸下一GOP，T_now＝T_now；

T_now表示當(dāng)前時(shí)刻，D2D子時(shí)隙開始時(shí)初始化為0，每完成一個(gè)目標(biāo)幀的傳輸，將其消耗的時(shí)間累加在T_now上；

T_m表示傳完當(dāng)前目標(biāo)幀m需要的時(shí)間:

T_m＝B_m/R_D2D

其中B_m表示第m幀包含的總比特?cái)?shù)bits；R_D2D表示D2D通信時(shí)，所有中繼用戶的傳輸速率bit/s。R_D2D＝f_D2D*N_D2D,f_D2D為l_D2D對(duì)應(yīng)的MCS，單位為bit/s/Hz；N_D2D為D2D子時(shí)隙的可用總資源塊數(shù)。

Deadline為當(dāng)前時(shí)隙的終止時(shí)間。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法的視頻多播系統(tǒng)，所述視頻多播系統(tǒng)包括：

D2D控制器，用于建立和管理用戶之間的D2D連接，上述行為都是在基站的協(xié)助控制下完成；

幀分析模塊，在多播子時(shí)隙結(jié)束后，用戶檢查自己收到的信息，將GOP中有分組丟失的幀的序號(hào)上報(bào)給基站

基站的信息處理模塊，處理多播組內(nèi)用戶的反饋信息，根據(jù)幀的“價(jià)值”和用戶需求，建立在D2D通信時(shí)幀的傳輸順序表并記錄序號(hào)。同時(shí)根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)幀的CQI矩陣，為用戶進(jìn)行中繼選擇和分組劃分，并為D2D通信階段進(jìn)行時(shí)頻資源的分配。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用所述基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法的多媒體多播廣播方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用所述基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法的智能手機(jī)終端。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用所述基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法的計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用所述基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法的多媒體業(yè)務(wù)移動(dòng)收發(fā)機(jī)。

本發(fā)明提供的基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法，聯(lián)合考慮視頻幀結(jié)構(gòu)和用戶需求，利用D2D通信技術(shù)，有效克服多媒體多播中，多播速率總是受到簇內(nèi)最差衰落信道的影響，從用戶角度出發(fā)在有限頻譜資源內(nèi)較大程度地提高視頻質(zhì)量。通過理論計(jì)算和仿真分析表明：本發(fā)明能夠提高多播簇內(nèi)用戶平均有效視頻幀比率(valuable video frame ratio，表示整個(gè)視頻流的多播傳輸期間，用戶接收到可成功解碼的視頻幀和基站發(fā)送的總視頻幀之間的比率)約30％，提高視頻圖像的峰均信噪比(PSNR，Peak Signal to Noise Ratio)10dB左右。在第一階段進(jìn)行傳統(tǒng)多播，在同一多播組內(nèi)正確解碼目標(biāo)幀的用戶稱為“ACK-Devices”，而未能成功解碼的用戶稱為“NACK-Devices”。然后在第二階段中繼用戶和其組內(nèi)成員之間通過D2D通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳，由于D2D通信收/發(fā)者之間距離很近，因此信道增益相比于基站到NACK-devices之間有很大的提高，能夠產(chǎn)生更大的速率。本發(fā)明從多媒體傳輸中視頻幀結(jié)構(gòu)的特殊性以及用戶的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)同一GOP內(nèi)不同類型幀的重要程度劃分等級(jí)，對(duì)于優(yōu)先級(jí)越高的幀越先傳輸，以保證能夠利用有限的資源，進(jìn)行最有效的數(shù)據(jù)重傳。同時(shí)，由于本發(fā)明在第二階段即D2D通信階段能夠使得所有中繼同一時(shí)間傳輸相同的內(nèi)容，能夠有效避免干擾，頻譜資源分配的也更加靈活。通過采用單頻的資源分配方式，所有中繼用戶使用相同的頻譜資源與其組內(nèi)成員進(jìn)行D2D通信，這樣一方面能夠提高頻譜效率，另一方面由于不同分組之間傳輸速率相同，保證了所有NACK-devices同一時(shí)間完成目標(biāo)數(shù)據(jù)塊(目標(biāo)幀)的傳輸，不存在“拖后腿”的現(xiàn)象，節(jié)省了時(shí)間資源。

將視頻幀結(jié)構(gòu)的特殊性和傳統(tǒng)多媒體多播有效結(jié)合，能夠從用戶需求出發(fā)，對(duì)視頻幀的重要程度劃分等級(jí)。如在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)多播簇內(nèi)所有用戶已成功接收I幀，本發(fā)明在D2D子時(shí)隙時(shí)優(yōu)先傳輸P幀，使得NACK-devices通過現(xiàn)有的I幀就能成功解碼，提升視頻質(zhì)量。在之后的D2D子時(shí)隙的每一輪(Round)中，如果能夠成功接收B幀，那么將進(jìn)一步提升視頻質(zhì)量；而即使沒有成功接收，對(duì)于用戶而言視頻質(zhì)量也比先前要好，保證了在有限時(shí)頻資源內(nèi)，傳輸最有效的數(shù)據(jù)。在頻譜資源分配方面：現(xiàn)有的D2D協(xié)作兩階段多播方案中，基站為不同的分組分配不同的正交資源塊以避免干擾。這樣的資源分配方式頻譜效率還有待提高。本發(fā)明由于同一時(shí)間不同中繼傳輸相同的數(shù)據(jù)，不存在干擾問題，可以采用單頻的D2D通信方式。在D2D子時(shí)隙直接將可用資源整塊分配給充當(dāng)中繼用戶，能夠有效提高頻譜利用率。且每次傳輸目標(biāo)幀時(shí)，所有中繼同時(shí)傳完，同步性好，節(jié)約了時(shí)間資源。本發(fā)明提供的技術(shù)可廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)終端，各種類型的計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備以及所有支持多媒體業(yè)務(wù)移動(dòng)收發(fā)機(jī)中。多媒體多播可以應(yīng)用在一些重要的場(chǎng)景如：1)體育賽事的現(xiàn)場(chǎng)直播，比如著名的奧運(yùn)會(huì)等是在網(wǎng)絡(luò)上有直播資源并可用在手機(jī)上進(jìn)行觀看的；2)突發(fā)性的新聞視頻，如突發(fā)的自然災(zāi)害和軍隊(duì)?wèi)?zhàn)爭(zhēng)等消息發(fā)生時(shí)，許多人會(huì)試圖在移動(dòng)設(shè)備比如手機(jī)上，對(duì)這一相同的消息進(jìn)行點(diǎn)擊。這些大約在同一時(shí)間提出的數(shù)據(jù)請(qǐng)求可以通過多播傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行批處理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的多媒體多播場(chǎng)景示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的GOP結(jié)構(gòu)圖，其中從幀X指向幀Y表示，X幀的解碼需要幀Y的信息。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的GOP傳輸和播放示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播系統(tǒng)工作流程圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施的基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播方法包括以下步驟：

S101：基站聲明某個(gè)視頻多播服務(wù)，小區(qū)中所有感興趣的用戶加入該服務(wù)并形成多播簇，共有K個(gè)用戶；

S102：以視頻編碼中的基本單位一個(gè)GOP(Group of Pictures,畫面組)的傳輸時(shí)間為周期，基站將視頻流多播給簇內(nèi)用戶；

S103：以一個(gè)周期的長(zhǎng)度(也稱為一個(gè)時(shí)隙)為例進(jìn)行說明，在多播子時(shí)隙結(jié)束后，用戶檢查丟失分組的幀，并將序號(hào)上報(bào)給基站；

S104：基站接收用戶的反饋信息，根據(jù)待修復(fù)幀的“價(jià)值”建立順序表，將當(dāng)前具有最高優(yōu)先級(jí)的幀稱為目標(biāo)幀，建立目標(biāo)幀ACK-devices、NACK-devices之間D2D鏈路的CQI矩陣；

S105：根據(jù)CQI矩陣進(jìn)行中繼選擇和分組，計(jì)算傳輸目標(biāo)幀m需要的時(shí)間T_m；

S106：T_now表示當(dāng)前時(shí)刻，D2D子時(shí)隙開始時(shí)初始化為0，T_m+T_now≤Deadline；若T_m+T_now＞Deadline返回步驟S103，進(jìn)行下一GOP的傳輸；

S107：中繼用戶向其組內(nèi)成員以D2D通信的方式傳輸目標(biāo)幀，T_now＝T_now+T_m；

S108：結(jié)束目標(biāo)幀傳輸，并將其序號(hào)從順序表中刪除，返回步驟S104，進(jìn)行下一目標(biāo)幀的傳輸。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

對(duì)應(yīng)用本發(fā)明時(shí)使用的系統(tǒng)模型進(jìn)行描述。如圖2所示，考慮在LTE系統(tǒng)下的單小區(qū)結(jié)構(gòu)，一個(gè)具有K個(gè)用戶的集合ψ＝{1,2,...,K}，屬于相同的多播簇?；痉峙銶個(gè)RB(Resource Block)資源塊為用戶進(jìn)行視頻多播，其中RB是LTE系統(tǒng)下分配給用戶的最小頻譜單位。用戶待接收視頻流用{GOP₁,GOP₂,...,GOP_n}表示，以一個(gè)GOP的傳輸時(shí)間為周期，基站將視頻流多播給簇內(nèi)用戶。進(jìn)一步，用C表示可用CQI等級(jí)數(shù)目，用c_k,j∈{1,2,...,C}表示用戶k，j之間D2D鏈路的CQI等級(jí)k,k≠j。每個(gè)CQI等級(jí)關(guān)聯(lián)一個(gè)指定的MCS。對(duì)于給定的MCSm∈{1,2,...,C}可得到的速率取決于該特定MCS下對(duì)應(yīng)的頻譜效率b_m(bit/s/Hz)和分配的資源塊數(shù)M_m。

不失一般性，本發(fā)明作以下假設(shè)：

a.視頻流通過使用GOP(Group ofPictures,畫面組)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼來減少自身的總帶寬需求，常用的編碼規(guī)范有MPEG-4和H.264。如圖3所示，一個(gè)GOP由多個(gè)編碼幀組成，這些編碼幀通常分為三類：I幀、P幀、B幀。I幀即Intra-coded picture(幀內(nèi)編碼圖像幀)，不參考其他圖像幀，只利用本幀的信息進(jìn)行解碼；P幀即Predictive-coded Picture(預(yù)測(cè)編碼圖像幀)，利用之前的I幀或P幀，采用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)解碼；B幀即Bidirectionally predicted picture(雙向預(yù)測(cè)編碼圖像幀)，提供最高的壓縮比，它既需要之前的圖像幀(I幀或P幀)，也需要后來的圖像幀(P幀)，采用運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行幀間雙向預(yù)測(cè)解碼。

b.視頻傳輸時(shí)，以一個(gè)GOP為基本單位周期性地進(jìn)行傳輸，同時(shí)GOP中的每個(gè)編碼幀被處理成多個(gè)分組。跟瀏覽網(wǎng)頁或者下載文檔等數(shù)據(jù)傳輸不同的是，視頻傳輸是一個(gè)對(duì)時(shí)延要求高的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)；也就是說，一旦開始播放，小區(qū)中的用戶希望視頻可以連續(xù)順暢地播放，因此，每個(gè)GOP都被賦予了一個(gè)Deadline(最后期限)，一旦錯(cuò)過Deadline該GOP將會(huì)被丟棄。

如圖4所示，考慮視頻流的每一個(gè)GOP有一個(gè)最大容忍時(shí)延，該時(shí)延和一個(gè)GOP的播放時(shí)間相等。基站在Deadline之前緩存一個(gè)GOP的所有數(shù)據(jù)并且盡它可能向用戶發(fā)送。當(dāng)Deadline到達(dá)，該GOP會(huì)被基站丟棄。

將一個(gè)GOP從開始傳輸?shù)皆揋OP終止傳輸?shù)臅r(shí)間間隔，稱為一個(gè)周期，也稱為時(shí)隙(phase)。如圖5所示，本發(fā)明中系統(tǒng)的工作流程圖是基于時(shí)間劃分的。每個(gè)時(shí)隙被劃分成兩部分，多播子時(shí)隙(Multicast Sub-phase)，D2D子時(shí)隙(D 2D Sub-phase)。在每個(gè)時(shí)隙的開頭，基站以一個(gè)GOP為基本單位對(duì)視頻流進(jìn)行多播直到多播子時(shí)隙結(jié)束。在D2D子時(shí)隙時(shí)，用戶之間相互共享數(shù)據(jù)，幫助部分用戶進(jìn)行重傳，修復(fù)丟失分組的幀以提高視頻質(zhì)量。進(jìn)一步，將傳輸一個(gè)目標(biāo)幀在D2D子時(shí)隙中占用的時(shí)間稱為一輪(Round)，在每個(gè)Round的開頭，都有一個(gè)窗(Window)，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)行具體的操作是：

1)建立傳輸某目標(biāo)幀的ACK-devices和NACK-devicesz直接D2D鏈路的CQI矩陣；

2)進(jìn)行中繼選擇和分組并由基站進(jìn)行資源分配；

3)計(jì)算傳輸該目標(biāo)幀需要的時(shí)間；每個(gè)Round中剩下的時(shí)間將進(jìn)行D2D通信來傳輸目標(biāo)幀。

通過現(xiàn)存的文獻(xiàn)可以知道，D2D通信可以根據(jù)使用頻段類型的不同分為兩種：

1)帶寬內(nèi)(in-band)D2D通信:D2D通信占用的頻段和普通蜂窩網(wǎng)絡(luò)中占用的頻段相同。因此，D2D和蜂窩鏈路通過同一個(gè)空中接口共享相同頻譜資源。

2)帶寬外(out-band)D2D通信：D2D通信占用的頻段和普通蜂窩網(wǎng)絡(luò)中占用的頻段不同，比如5GHz或者38GHz。顯然這種方式下D2D連接和蜂窩連接可以通過不同的空中接口同時(shí)進(jìn)行。

c.由于在本方案場(chǎng)景中，多播簇內(nèi)用戶短距離通信的特點(diǎn)和其較低的移動(dòng)性，D2D鏈路的信道狀態(tài)一個(gè)Round內(nèi)看以看作是靜態(tài)的。在LTE-A網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以用CQI(Channel Quality Information)衡量信道質(zhì)量?；贑QI，傳輸者(基站或者用戶)可以選擇某個(gè)鏈路上最大程度上支持的調(diào)制編碼方案(MSC，Modulation and coding scheme)。通過利用信道反饋和CQI-MCS映射表，傳輸者選擇合適的MCS，使得接收端可以正確解碼。對(duì)于給定的MCSm∈{1,2,...,C}可得到的速率取決于該特定MCS下對(duì)應(yīng)的頻譜效率b_m(bit/s/Hz)和分配的資源塊數(shù)M_m。

f_m＝b_m*M_m；

其中f_m表示傳輸速率(bit/s)。

表1表示一個(gè)CQI和MCS映射的示例。

表1

當(dāng)基站試圖給多播簇內(nèi)具有不同信道質(zhì)量條件的用戶進(jìn)行視頻多播時(shí)，基站必須選擇一個(gè)的MCS。用c_i表示，用戶i的CQI值，用c_min表示能正確解碼基站多播數(shù)據(jù)所要求的最小信道質(zhì)量條件。若c_i≥c_min，用戶i可以正確解碼該分組，否則認(rèn)為對(duì)于用戶i而言，該分組丟失。

進(jìn)一步，多播簇內(nèi)用戶之間D2D鏈路的CQI值在每個(gè)CQI反饋(CFC,CQI feedback cycle)中進(jìn)行更新，其反饋周期可以是一個(gè)或多個(gè)TTI(一個(gè)TTI等于1ms)。

如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于視頻幀結(jié)構(gòu)和D2D通信的視頻多播系統(tǒng)包括：

幀分析模塊：幀分析模塊存在于用戶終端。經(jīng)過分析，用戶可以知道哪些幀的分組在多播子時(shí)隙中丟失，成為D2D通信時(shí)待傳輸?shù)哪繕?biāo)幀。

不同的視頻幀在GOP中扮演不同的角色。為考慮視頻幀結(jié)構(gòu)特殊性并達(dá)到提高視頻質(zhì)量的目的，本發(fā)明中將賦予每個(gè)幀一個(gè)“價(jià)值”來表示該幀的重要程度，用v_h表示第h幀的“價(jià)值”。其中：

表示在一個(gè)GOP中，需要第h幀才能正確解碼的最大幀數(shù)。

舉例說明：在一個(gè)GOP中有一個(gè)I幀，2個(gè)P幀，4個(gè)B幀，如圖3所示。那么顯然I幀有因?yàn)镻幀和B幀都依靠I幀才能解碼。

基站的信息處理模塊：處理多播簇內(nèi)用戶的反饋信息，根據(jù)待修復(fù)幀的“價(jià)值”和用戶需求，建立順序表；將當(dāng)前順序表中具有最高優(yōu)先級(jí)的幀稱為目標(biāo)幀，建立目標(biāo)幀的ACK-devices和NACK-devices之間D2D鏈路的CQI矩陣；根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)幀的CQI矩陣，進(jìn)行中繼選擇和分組，以及時(shí)頻資源的分配。

D2D控制器：本發(fā)明是在基站控制下進(jìn)行的D2D協(xié)作多播。其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)(基站或者用戶)中都有一個(gè)D2D控制器，負(fù)責(zé)建立和管理用戶之間的D2D連接。具體來說，由基站統(tǒng)一的管理，通過基站信息處理模塊后，能夠進(jìn)行D2D通信的用戶之間會(huì)在基站的協(xié)助下建立D2D連接。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的每一個(gè)步驟進(jìn)行具體的說明：

1)D2D用戶簇的形成：基站聲明某個(gè)視頻多播服務(wù)，小區(qū)中所有感興趣的用戶試圖加入該服務(wù)。同時(shí)由于在相近地理環(huán)境的用戶常常具有相同數(shù)據(jù)請(qǐng)求的特點(diǎn)，比如音樂會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)或者是重大新聞事件的發(fā)生地。利用這一特性，用戶在基站的控制下聚簇，稱為D2D用戶簇或者多播簇?；疽越y(tǒng)一控制的方式對(duì)用戶的通信進(jìn)行調(diào)度管理。

2)基站進(jìn)行多播時(shí)，以視頻編碼中的一個(gè)基本單位(GOP)的傳輸時(shí)間為周期進(jìn)行傳輸。下面以一個(gè)GOP的傳輸過程(一個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度)為例進(jìn)行說明：基站從源節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)在多播子時(shí)隙向簇內(nèi)的用戶在M個(gè)RB上進(jìn)行多播。需要注意的是，由于本方案將傳統(tǒng)的一階段多播分成D2D通信協(xié)作下的兩階段多播。多播階段MCS的選擇上有很大不同。

傳統(tǒng)的一階段多播中，一個(gè)GOP的多播時(shí)間為整個(gè)時(shí)隙T，設(shè)其對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案為m₁。在本方案中，一個(gè)GOP的多播時(shí)間僅為多播子時(shí)隙T_1，設(shè)其對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案為m₂。顯然由于T>T₁，在使用相同RB數(shù)目的條件下，本方案的頻譜效率更高，基站多播時(shí)采用更高的MCS。雖然由于MCS的提高，在第一階段用戶能正確解碼的幀數(shù)變少，但在第二階段，通過D2D協(xié)作重傳，多播簇內(nèi)用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，第一階段不完整的幀得以修復(fù)。

通過對(duì)中繼用戶的合理選擇，基站可以使用高性能的MCS將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街欣^用戶，同時(shí)具有高信道增益的D2D鏈路使得中繼用戶和小區(qū)邊緣用戶之間也能使用較高的MCS。

3)多播完成后，每個(gè)用戶檢查自己丟失分組的幀，并通過進(jìn)行幀分析過程，將情況上報(bào)給基站，基站通過以下規(guī)則建立一個(gè)順序表：

a.若某個(gè)視頻幀具有比較高的v_h值，優(yōu)先級(jí)越高；

b.對(duì)于具有相同v_h值的幀，需要的人數(shù)越多的幀，優(yōu)先級(jí)越高。

4)選擇順序表中具有最高優(yōu)先級(jí)的幀作為目標(biāo)幀，優(yōu)先進(jìn)行D2D傳輸。假設(shè)目標(biāo)幀序號(hào)為h,建立第h幀ACK-devices和NACK-devices之間D2D鏈路的CQI矩陣：

其中ACK-devices指成功接收第h幀的用戶，用U_ACK(h)表示該用戶集合；NACK-devices指該幀有丟失分組的用戶，用U_NACK(h)表示該用戶集合。且有U_NACK(h)∩U_ACK(h)＝K。為方便表示，通常用U_ACK、U_NACK表U_ACK(h)、U_NACK(h)。表格2為例進(jìn)行說明:

表格2 ACK-NACK設(shè)備之間的CQI矩陣

5)基站根據(jù)目標(biāo)幀的CQI矩陣進(jìn)行中繼選擇和分組。其中r∈R表示作為傳輸者的ACK-devices，稱為中繼，R表示中繼用戶的集合,D_r表示中繼用戶r的組內(nèi)成員，接收其所發(fā)送數(shù)據(jù)的NACK-devices，中繼選擇和分組完成后應(yīng)滿足：被選做中繼的ACK-devices應(yīng)能夠成功為所有NACK-devices傳輸目標(biāo)幀，也就是說對(duì)于所有的r∈R，應(yīng)有D_r的并集等于NACK-devices的集合，

中繼選擇和分組策略：

在這一步中要解決的問題是：如何以最有效的方式進(jìn)行對(duì)目標(biāo)幀進(jìn)行D2D重傳。顯然在頻譜資源一定的情況下，傳輸目標(biāo)幀花費(fèi)的時(shí)間越少，順序表中后面的幀越有機(jī)會(huì)進(jìn)行重傳，從用戶角度而言視頻質(zhì)量越好。

以第h幀為例，設(shè)第h幀包含的比特?cái)?shù)為B_h.當(dāng)只有一個(gè)ACK-devices作為中繼時(shí)，D2D傳輸消耗的最小時(shí)頻資源可表示為：

在給定頻譜資源數(shù)的情況下，上式可簡(jiǎn)化為D2D傳輸消耗的最小時(shí)間，

其中e_kj表示用戶k，j在D2D鏈路上的頻譜效率，單位為bit/s/Hz，由該鏈路CQI等級(jí)對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案決定。表示當(dāng)任意一個(gè)ACK-devices作為中繼時(shí)，D2D多播的頻譜效率由該中繼到所有組內(nèi)成員中(當(dāng)只有一個(gè)中繼時(shí)，組員為全部的NACK-devices)最差的信道質(zhì)量條件即最小的CQI等級(jí)決定。表示選擇某一ACK-devices作為中繼，以消耗最小的時(shí)頻資源，得到最高的資源。

通過上式可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)中繼數(shù)目為一個(gè)時(shí)，傳輸目標(biāo)幀需要的時(shí)間資源由某個(gè)中繼和該中繼到所有NACK-devices中最差的信道質(zhì)量條件決定。若將中繼數(shù)目增加至兩個(gè)，中繼用戶分別只需要為一部分NACK-devics服務(wù)。利用D2D信道之間的差異性，可以將原來較低的單一速率，變成兩個(gè)較高的D2D多播速率。

兩中繼時(shí)，傳輸目標(biāo)幀消耗的最小時(shí)間可表示為：

其中，i，j表示作為中繼的ACK-devices。D_i，D_j分別代表接收中繼用戶i，j發(fā)送數(shù)據(jù)的NACK-devics的集合。表示以i，j作為中繼的分組中，各自D2D多播的調(diào)制編碼方案。各自D2D多播的調(diào)制編碼方案。別需要的時(shí)間。表示只有“最慢”的分組傳輸完成，才算完成目標(biāo)幀的傳輸。進(jìn)一步，由于本方案采用單頻的資源分配方式，在中繼選擇和分組完成后，各個(gè)中繼使用相同的頻譜資源進(jìn)行D2D重傳，因此必須采用相同的MCS。因此在D2D傳輸階段采用的調(diào)制編碼方案為所有中繼中采用的最小調(diào)制編碼方案。即

同理，當(dāng)選擇L個(gè)ACK-devices作為中繼時(shí)，傳輸目標(biāo)幀消耗的最小時(shí)間表示為：

由于MCS和CQI是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，反應(yīng)到CQI上，上式子可改寫為：

為使，目標(biāo)函數(shù)cost最小，顯然應(yīng)有c_d2d最大，進(jìn)一步應(yīng)有各個(gè)分組中最差D2D鏈路的CQI等級(jí)最大。為保證達(dá)到這一目標(biāo)，應(yīng)采取的做法是：

基站為NACK-devices選擇“最好”的中繼，也就是使其具有最高CQI值的ACK-devices作為中繼；當(dāng)有多個(gè)中繼可以保證相同的CQI等級(jí)時(shí)，基站選擇組成員較多的用戶作為中繼。

下面是算法流程，其中3-10行一個(gè)篩選過程：對(duì)于所有的ACK-devices，只有那些能夠保證至少一個(gè)到NACK-devices的D2D鏈路具有最高CQI值的用戶才能被選作中繼。

中繼選擇和分組完成后，在D2D子時(shí)隙的調(diào)制編碼方案中繼用戶r∈R傳輸速率為：R_D2D＝l_D2D*M；l_D2D為c_d2d映射的調(diào)制編碼方案。

計(jì)算傳完當(dāng)前目標(biāo)幀所需要的時(shí)間：

由于基站建立的順序表中會(huì)有多個(gè)幀需要在D2D子時(shí)隙時(shí)傳輸。隨著目標(biāo)幀的傳輸，計(jì)算順序表后面的幀是否還有足夠的時(shí)間進(jìn)行D2D重傳顯得十分必要。同時(shí)，由于視頻傳輸是一種“try best”的業(yè)務(wù)，不像文件下載一樣必須保證所有的數(shù)據(jù)都完整的接收到，它容忍一定的丟包率。當(dāng)D2D傳輸進(jìn)行到某一目標(biāo)幀時(shí)，若通過計(jì)算得出該幀已經(jīng)沒有足夠的時(shí)間在本時(shí)隙中傳輸。則終止當(dāng)前目標(biāo)幀的D2D傳輸，將直接等待傳輸下一GOP。即：

若T_m+T_now≤Deadline，中繼用戶向其組內(nèi)成員傳輸目標(biāo)幀，T_now＝T_now+T_m；

若T_m+T_now＞Deadline，則不再進(jìn)行D2D通信，等待傳輸下一GOP，T_now＝T_now；

T_now表示當(dāng)前時(shí)刻，D2D子時(shí)隙開始時(shí)初始化為0，每完成一個(gè)目標(biāo)幀的傳輸，將其消耗的時(shí)間累加在T_now上；

T_m表示傳完當(dāng)前目標(biāo)幀m需要的時(shí)間:

T_m＝B_m/R_D2D

其中B_m表示第m幀包含的總比特?cái)?shù)bits；R_D2D表示D2D通信時(shí)的傳輸速率bit/s。

6)若有足夠的時(shí)間傳輸下一目標(biāo)幀，則按照5)中的速率進(jìn)行D2D通信。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。