一种多基站系统中可伸缩视频的多播资源分配及传输方法

摘要

本发明公开了一种多基站系统中可伸缩视频的多播资源分配及传输方法，其特征是按如下步骤进行：1一个蜂窝小区内的移动设备接收不同基站传输过来的数据；2将视频流分割成基础层和增强层；3基站控制中心为每个视频层选择一个合适的传输基站决定使用哪种调制编码方式；4多基站根据指定调制编码方式对视频层进行传输，并计算系统中移动设备所接收到的视频层总数及系统效用值。本发明有效利用频谱资源，增加整个系统的效用值，有效提高网络环境整体的吞吐量，从而为用户提供到更好的视频服务质量。

主权项

一种多基站系统中可伸缩视频的多播资源分配及传输方法，其特征是，所述多基站系统是由服务器、基站控制中心BSC、K个基站、N_s个移动设备组成；在所述多基站系统中，K个基站使用不同的频段，且第k个基站包含T_k个资源粒子数；1≤k≤K；第i个移动设备能接收任意个基站传输过来的视频数据；1≤i≤N_s；假设K个基站要传输一个视频流s给N_s个移动设备，则基站控制中心BSC是按如下步骤进行一个视频流s内的资源粒子的分配及视频流s的传输：步骤1、所述服务器中的视频编码器将所述视频流s分割为由一个基础层和L个加强层构成的L+1个视频层，并通过光纤传输给所述基站控制中心BSC；令所述L+1个视频层中第l个视频层的传输速率为λ_l；步骤2、令所述基站控制中心BSC的调制编码方式为MCS＝{MCS₁,MCS₂,...,MCS_m,...,MCS_M}；MCS_m表示第m种调制编码方式；所述M种调制编码方式MCS是按照消耗的资源粒子数从大到小排列而成的；1≤m≤M；步骤3、所述基站控制中心BSC根据N_s个移动设备的信道状况和K个基站的瞬时资源状况，利用贪婪算法为第l个视频层选择相应的调制编码方式以及传输第l个视频层的基站；从而为L+1个视频层分配相应的调制编码方式以及所要传输的基站；完成一个视频流s内的资源粒子的分配；步骤4、K个基站根据各自所分配的调制编码方式，按照各个视频层的传输速率，并通过消耗一定的资源粒子数，从而向N_s个移动设备传输相应的视频层；完成一个视频流s的传输；步骤5、利用式(1)计算N_s个移动设备的效用值之和U：目标函数：$U={\Sigma }_{i=1}^{N_s}U\left(r_i\right)---\left(1\right)$约束条件：${\Sigma }_{m=1}^M{\zeta }_{l,m}\le 1---\left(2\right)$${\Sigma }_{k=1}^K{\gamma }_l^k\le 1---\left(3\right)$${\Sigma }_{m=1}^M{\Sigma }_{l=1}^L{\gamma }_l^k{\zeta }_{l,m}{\tau }_{l,m}\le T_k---\left(4\right)$式(1)表示N_s个移动设备的累计效用函数值；式(1)中，r_i表示第i个移动设备的累计速率；U(r_i)表示第i个移动设备的效用函数值；式(2)表示每个视频层只能选择一种调制编码方式进行传输；式(2)中，ζ_l,m为编码指示函数，表示当第l个视频层使用第m种调制编码方式MCS_m进行传输时，编码指示函数ζ_l,m为1，否则，编码指示函数ζ_l,m为0；式(3)表示每个视频层只能被一个基站所传输；式(3)中，为传输指示函数，表示当视频流的第l个视频层由第k个基站进行传输时，传输指示函数为1，否则，传输指示函数为0；式(4)表示每个基站传输视频层消耗的资源粒子数目不能多于各个基站自身所拥有的资源粒子数；式(4)中，τ_l,m表示第l个视频层在传输速率λ_l下使用第m种调制编码方式MCS_m进行调制编码时所消耗的资源粒子数。