專利名稱：一種用于無線廣播組播分層調(diào)制的功率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及無線廣播組播分層調(diào)制技術(shù)中的功率分 配方法。
背景技術(shù)：
無線通信在過去幾年取得的巨大成就和未來所蘊含的巨大發(fā)展?jié)摿o人質(zhì)疑。隨 著3G、4G等技術(shù)的飛速發(fā)展，無線通信不僅對純文本低速率的消息傳輸有了更高的要求， 也對高速率多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益增長。無線廣播組播業(yè)務(wù)，如手機上網(wǎng)、移動電視 等，因其低廉的應(yīng)用成本和對帶寬的高效利用率而使得專門針對提高多媒體廣播組播服務(wù) 質(zhì)量的研究逐步成為無線通信發(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)的最差用戶為基準，這樣才能保證所有用戶都能享受到所提供的多媒體服務(wù)。但是，這樣 不僅會降低近端用戶的服務(wù)質(zhì)量，而且會造成很大時延。
發(fā)明人于2010年12月27日提出的申請?zhí)枮?01010606067. 0的發(fā)明專利申請《一種無線廣播組播傳輸方法》，將機會多播優(yōu)化應(yīng)用到分層信源編碼的技術(shù)方案。在該專 利申請?zhí)岢龅臋C會多播中
一方面，在機會多播中，基站信號的發(fā)射速率是根據(jù)某個中間信道條件的用戶而 定的，每次發(fā)射保證有P (0<p< 100%)的用戶能夠接收到廣播消息。在這種情況下，基 站信號的發(fā)射速率會遠大于傳統(tǒng)廣播的發(fā)射速率，同時每次基站發(fā)射有P的用戶能夠接收 到廣播消息，基站將消息重發(fā)若干次就能夠讓所有用戶都接收到廣播消息，所有用戶都接 收到廣播消息的系統(tǒng)時延將會大大減小。
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。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)和增強層信息流(增強流)?；玖骺紤]的是覆蓋內(nèi)的所 有用戶，可以保證最差用戶(如離基站端BS最遠的用戶端U2)也能得到最基本的視頻觀賞 效果，而增強流是面向信道狀況較好的用戶的，只有那些信道較好的用戶(如離基站端BS 較近的用戶端Ul)才能正確解碼，從而得到更加精細的視頻享受，這樣就實現(xiàn)了對不同用 戶的不同服務(wù)等級，對信道狀況較好的用戶提供了更好的服務(wù)，充分地利用了信道狀況較 好的用戶的信道資源。此外，傳輸時，要求基本流的時延越小越好，而要求增強流的吞吐量 越大越好，使用分層信源編碼可以盡量滿足對不同數(shù)據(jù)流的期望目標。
在上述發(fā)明申請中，通過將機會多播優(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，從而使得基本流時延盡可能小且增強流的吞吐量盡可能大。但是， 在上述專利申請中，未提及如何合理地分配功率分配因子的情況下，為各個層分別分配速 率，以進一步在使得基本流時延盡可能小且使得增強流的吞吐量盡可能大。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種無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分配給增強流，以及每次以第一用戶 選擇比例Pb發(fā)送所述基本流以及以第二用戶選擇比例Pe發(fā)送所述增強流，直到推定為收 到所述基本流的用戶比例大于等于預定比例H時的發(fā)完時刻為止，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λ的取值，其中，Cu為發(fā)完時刻增強流的吞吐量，Kb為發(fā)完時刻的系統(tǒng)時延，以及Cu和Kb均為λ的表達式，H大于等于90%，以及
所述第一用戶選擇比例Pb是根據(jù)小區(qū)中用戶端的信道狀況推定為每次發(fā)送時能 夠成功接收到所發(fā)送的基本流消息的用戶端占所有要接收消息的用戶端的比例，所述第二 用戶選擇比例Pe是根據(jù)小區(qū)中用戶端的信道狀況推定為每次發(fā)送時能夠接收到所發(fā)送的 增強流消息的用戶端占所有要接收消息的用戶端的比例。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的用于無線廣播組播分層調(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分配給增強流，以及每次以第一用戶選擇比例Pb發(fā)送所述基本流以及以第 二用戶選擇比例Pe發(fā)送所述增強流，直到推定為收到所述基本流的用戶比例大于等于預定 比例H時的發(fā)完時刻為止，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λ的取值，其中，Cu為發(fā)完時刻增強流的吞吐量，Kb為發(fā)完時刻的系統(tǒng)時延，以及Cu和Kb均為λ 的表達式，H大于等于90%，以及所述第一用戶選擇比例Pb是根據(jù)小區(qū)中用戶端的信道狀況推定為每次發(fā)送時能夠成 功接收到所發(fā)送的基本流消息的用戶端占所有要接收消息的用戶端的比例，所述第二用戶 選擇比例Pe是根據(jù)小區(qū)中用戶端的信道狀況推定為每次發(fā)送時能夠接收到所發(fā)送的增強 流消息的用戶端占所有要接收消息的用戶端的比例。
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表示的表達式，Pb 為以的λ表示的表達式。
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的表達式中的λ作為常量且將Pb作為變量的情況下，對 根據(jù)Kb的表達式進行求導，將Pb的以λ表示的表達式確定為使得Kb最小時的以λ表示 的表達式。
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最小時的以λ表示的表達式；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，通過如下表達式來計算用于發(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最大時的以λ表示的表達式；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，通過如下表達式來計算用于發(fā)送所述增強流的發(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的表達式中的λ作為常量且將pj乍為變量的情況下，對 Cu的表達式進行求導，將的以λ表示的表達式確定為使得Cu最大時的以λ表示的表達 式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定比例H大于等于95%，以及通 過如下步驟來推定能夠成功接收到所述基本流的用戶比例第一次發(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比例為Pb，未能接 收到所述基本流的用戶比例為I-Pb ；在第一次之后每次發(fā)送所述基本流時，將能夠成功接收到所發(fā)送的所述基本流的用戶 比例推定為前一次發(fā)送時被推定為能夠成功接收到所發(fā)送的所述基本流的用戶與前一次 發(fā)送時被推定為未能成功接收到所述基本流的用戶比例乘以所述第一用戶選擇比例Pb之 和。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于無線廣播組播分層調(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分配給增強流，以及每次以第一用戶選擇比例pb發(fā)送基本流以及以第二用戶選擇比例pe發(fā)送增強流，直到推定為收到基本流的用戶比例大于等于預定比例H時的發(fā)完時刻為止，λ表示功率分配因子，0＜λ≤1，P為用于發(fā)送基本流和增強流的總功率。將λ的值確定為使得最大時λ的取值，其中，Cu為發(fā)完時刻增強流的吞吐量，KB為發(fā)完時刻的系統(tǒng)時延，以及Cu和KB均為λ的表達式，H大于等于90％。本發(fā)明提出了最優(yōu)功率分配方案，實現(xiàn)了系統(tǒng)性能最優(yōu)化。
文檔編號H04W52/34GK102036184SQ201110007390
公開日2011年4月27日 申請日期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 申請人:北京郵電大學