專利名稱：一種基于信道狀態(tài)的自適應(yīng)數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體通信領(lǐng)域，特別是一種基于信道狀態(tài)的自適應(yīng)數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
在無(wú)線時(shí)變信道上的多媒體實(shí)時(shí)通信，必須解決視頻數(shù)據(jù)量大、時(shí)延抖動(dòng)、傳輸帶寬波動(dòng)、突發(fā)誤碼及其丟包、多徑衰落和多址接收等問題。通常的解決方法是根據(jù)信道狀態(tài)選擇一個(gè)合適的糾錯(cuò)編碼對(duì)傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。在基于VRHARQ(VariableRedundancy Hybrid Automatic Repeat reQuest，冗余可變混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求)的自適應(yīng)數(shù)據(jù)保護(hù)方法中，基于時(shí)變信道的慢衰落特性，時(shí)變信道被等效為有限狀態(tài)的Markov(馬爾可夫)過程，每個(gè)Markov狀態(tài)對(duì)應(yīng)信道的不同信噪比。然后根據(jù)信道狀態(tài)詳細(xì)地描述信道吞吐率與誤碼率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，推導(dǎo)不同信道狀態(tài)的最佳編碼方案，最后根據(jù)吞吐率最大原則選擇合適的糾錯(cuò)編碼方案(請(qǐng)見參考文獻(xiàn)1)。
VRHARQ方案推導(dǎo)信道吞吐率與誤碼率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系時(shí)，隱含了兩個(gè)前提ARQ重傳次數(shù)不受限；誤碼的影響范圍限制在單個(gè)信息塊內(nèi)。但是，在實(shí)際的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，這兩個(gè)前提條件均無(wú)法滿足(1)由于實(shí)時(shí)無(wú)線通信對(duì)延遲的要求，ARQ重傳次數(shù)必然是受限的；(2)由于某個(gè)包的部分信息塊誤碼，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)包的丟失，誤碼的影響范圍將會(huì)擴(kuò)散到包含信息塊的整個(gè)包。因此這種數(shù)據(jù)保護(hù)方法并不能很好的適應(yīng)無(wú)線時(shí)變信道上多媒體實(shí)時(shí)通信的實(shí)際情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于信道狀態(tài)的自適應(yīng)數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)方法，以便能夠更好的適應(yīng)無(wú)線時(shí)變信道上多媒體實(shí)時(shí)通信的實(shí)際情況。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案(1)根據(jù)某一信道狀態(tài)下的誤碼率、糾錯(cuò)碼的編碼長(zhǎng)度，計(jì)算某一信道狀態(tài)下糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功的概率；(2)根據(jù)信息塊的最大發(fā)送次數(shù)、一個(gè)包所包含的信息塊的數(shù)目，計(jì)算某一信道狀態(tài)下最優(yōu)的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度，其為近似值，比實(shí)際值要大；(3)重復(fù)前述兩個(gè)步驟，計(jì)算其它信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度；(4)根據(jù)步驟(3)計(jì)算得到的不同信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度，選擇與當(dāng)前信道狀態(tài)最接近的信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼保護(hù)。
本發(fā)明與已有技術(shù)相對(duì)照，效果是積極且明顯的適用于ARQ重傳次數(shù)受限的情況，并考慮了由于某個(gè)包部分信息塊的誤碼而導(dǎo)致的整個(gè)包丟失，因此能更好的適應(yīng)無(wú)線時(shí)變信道上多媒體實(shí)時(shí)通信的實(shí)際情況。


圖1為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明。
實(shí)施例1.根據(jù)某一信道狀態(tài)下的誤碼率、糾錯(cuò)碼的編碼長(zhǎng)度，按照下述公式(1)計(jì)算某一信道狀態(tài)下糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功的概率α，α≈Σi=0n·pCni·pi·(1-p)n-i---(1)]]>上述公式(1)中p為某一信道狀態(tài)下的誤碼率，n表示糾錯(cuò)碼的編碼長(zhǎng)度。
2.根據(jù)下式計(jì)算某一信道狀態(tài)下最優(yōu)的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度kk≈n·(1-2p)2-α·α·[1-(1-α)m]{[1-(1-α)m+α·(X-1)·m·(1-α)m-1}---(2)]]>其中m表示信息塊的最大發(fā)送次數(shù)，X表示一個(gè)包所包含的信息塊的數(shù)目，糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功概率α的取值由公式(1)得到。
由于公式(2)計(jì)算得到的是近似值，為了能在碼率基本保持不變的前提下盡量提高糾錯(cuò)能力以避免誤差，k的實(shí)際值應(yīng)當(dāng)比近似值略小，一般情況下取k-2。
3.重復(fù)上述兩個(gè)步驟，根據(jù)其它信道狀態(tài)下的誤碼率，計(jì)算其它信道狀態(tài)下的k。
4.根據(jù)計(jì)算得到的不同信道狀態(tài)下的k，選擇與當(dāng)前信道狀態(tài)最接近的信道狀態(tài)下的k對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼保護(hù)。
實(shí)現(xiàn)效果如圖1所示，在n＝100、m＝3、X＝6時(shí)，本發(fā)明基于VRHARQ的信道分級(jí)保護(hù)方案與現(xiàn)有的基于固定信息長(zhǎng)度的信道保護(hù)方案的吞吐率比較，其中固定信息長(zhǎng)度k分別取的是p＝0.02和p＝0.0001時(shí)的最佳信息長(zhǎng)度為79和97。由此可以看出本發(fā)明的分級(jí)保護(hù)方案的吞吐率幾乎始終處在最優(yōu)狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)1.黃忠虎，沈連豐，李文峰，徐智勇，“時(shí)變信道中自適應(yīng)VR-HARQ研究”，電子學(xué)報(bào)，Vol.34，No.4，20064690-694；
權(quán)利要求
1.一種基于信道狀態(tài)的自適應(yīng)數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)方法，其特征是包括以下步驟(1)根據(jù)某一信道狀態(tài)下的誤碼率、糾錯(cuò)碼的編碼長(zhǎng)度，計(jì)算某一信道狀態(tài)下糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功的概率；(2)根據(jù)信息塊的最大發(fā)送次數(shù)、一個(gè)包所包含的信息塊的數(shù)目，計(jì)算某一信道狀態(tài)下最優(yōu)的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度；(3)重復(fù)前述兩個(gè)步驟，根據(jù)其它信道狀態(tài)下的誤碼率，計(jì)算其它信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度；(4)根據(jù)計(jì)算得到的不同信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度，選擇與當(dāng)前信道狀態(tài)最接近的信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(1)中根據(jù)下式計(jì)算某一信道狀態(tài)下糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功的概率αα≈Σi=0n·pCni·pi·(1-p)n-i]]>其中p為某一信道狀態(tài)下的誤碼率，n表示糾錯(cuò)碼的編碼長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中根據(jù)下式計(jì)算某一信道狀態(tài)下最優(yōu)的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度kk≈n·(1-2p)2-α·α·[1-(1-α)m]{[1-(1-α)m]+α·(X-1)·m·(1-α)m-1}]]>其中m表示信息塊的最大發(fā)送次數(shù)，X表示一個(gè)包所包含的信息塊的數(shù)目，α表示糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功概率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于步驟(2)中糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度k的實(shí)際值＝k的近似值-2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于信道狀態(tài)的自適應(yīng)數(shù)據(jù)分級(jí)保護(hù)方法，即根據(jù)某一信道狀態(tài)下的誤碼率、糾錯(cuò)碼的編碼長(zhǎng)度，計(jì)算某一信道狀態(tài)下糾錯(cuò)碼校驗(yàn)成功的概率；根據(jù)信息塊的最大發(fā)送次數(shù)、一個(gè)包所包含的信息塊的數(shù)目，計(jì)算某一信道狀態(tài)下最優(yōu)的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度；重復(fù)前述兩個(gè)步驟，根據(jù)其它信道狀態(tài)下的誤碼率，計(jì)算其它信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度k；根據(jù)計(jì)算得到的不同信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度k，選擇與當(dāng)前信道狀態(tài)最接近的信道狀態(tài)下的糾錯(cuò)碼信息長(zhǎng)度，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼保護(hù)。本發(fā)明適用于ARQ重傳次數(shù)受限的情況，并考慮了由于某個(gè)包部分信息塊的誤碼而導(dǎo)致的整個(gè)包丟失，因此能更好的適應(yīng)無(wú)線時(shí)變信道上多媒體實(shí)時(shí)通信的實(shí)際情況。
文檔編號(hào)H04B7/00GK101064586SQ200710051990
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者胡瑞敏, 韓鎮(zhèn), 朱立, 曾書婧 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)