Hsdpa中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，根據(jù)每一個(gè)視頻包的緊急性和視頻包的重要性兩個(gè)參數(shù)計(jì)算得到視頻包效用，效用函數(shù)的定義保證了優(yōu)先傳輸高效用的視頻包可以更好的滿足系統(tǒng)中所有用戶對(duì)視頻質(zhì)量的要求，綜合考慮HSDPA網(wǎng)絡(luò)的傳輸限制，構(gòu)建一個(gè)以最大化系統(tǒng)中所有用戶累計(jì)的視頻包效用為目標(biāo)的跨層調(diào)度優(yōu)化問題，通過利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法得到一個(gè)最優(yōu)的調(diào)度策略，為了降低計(jì)算復(fù)雜度，進(jìn)一步利用貪婪算法得到一個(gè)次優(yōu)的調(diào)度策略，本發(fā)明可以有效提高視頻傳輸質(zhì)量。
【專利說明】HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，尤其涉及一種HSDPA網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著視頻應(yīng)用的不斷普及，在HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多用戶視頻傳輸逐漸成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。HSDPA作為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的增進(jìn)版本，通過引入三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，分別為自適應(yīng)調(diào)制編碼(adaptive coding andmodulation, AMC)、混合重傳(Hybrid Automatic Response request, HARQ)及快速調(diào)度(Fast Scheduling)，極大的提高了下行峰值速率。在HSDPA網(wǎng)絡(luò)中，快速調(diào)度在基站處實(shí)現(xiàn)，以2ms為調(diào)度周期，解決的主要問題是下行共享信道在不同用戶間的分配，從而直接影響系統(tǒng)的性能。
[0003]采用HSDPA網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻包時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)或沒有全面考慮視頻數(shù)據(jù)包的重要性、信道質(zhì)量和延時(shí)限制這些因素，或存在某些設(shè)計(jì)缺陷，并不能得到較好的視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，用以提高視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0006]I)計(jì)算視頻用戶的傳輸隊(duì)列中每一個(gè)視頻包的重要性參數(shù)；
[0007]2)計(jì)算視頻用戶的傳輸隊(duì)列中每一個(gè)視頻包的緊急性參數(shù)；
[0008]3)根據(jù)視頻包的重要性參數(shù)和緊急性參數(shù)計(jì)算視頻包的效用；
[0009]4)經(jīng)過步驟3)后，構(gòu)建以最大化系統(tǒng)中所有視頻用戶累計(jì)的視頻包效用為目標(biāo)的跨層調(diào)度優(yōu)化問題，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法或貪婪算法求解所述優(yōu)化問題得到調(diào)度策略。
[0010]利用視頻包的延時(shí)預(yù)測(cè)值來衡量視頻包的緊急性。
[0011]所述步驟2)中，計(jì)算視頻包的緊急性參數(shù)的方法具體包括以下步驟:
[0012]假設(shè)在當(dāng)前傳輸時(shí)間間隔中，系統(tǒng)共有K個(gè)視頻用戶等待調(diào)度，第k個(gè)視頻用戶的
傳輸隊(duì)列中有Mk個(gè)視頻包，表示為
【權(quán)利要求】
1.一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法， 其特征在于:包括以下步驟: O計(jì)算視頻用戶的傳輸隊(duì)列中每一個(gè)視頻包的重要性參數(shù)； 2)計(jì)算視頻用戶的傳輸隊(duì)列中每一個(gè)視頻包的緊急性參數(shù)； 3)根據(jù)視頻包的重要性參數(shù)和緊急性參數(shù)計(jì)算視頻包的效用； 4)經(jīng)過步驟3)后，構(gòu)建以最大化系統(tǒng)中所有視頻用戶累計(jì)的視頻包效用為目標(biāo)的跨層調(diào)度優(yōu)化問題，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法或貪婪算法求解所述優(yōu)化問題得到調(diào)度策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:利用視頻包的延時(shí)預(yù)測(cè)值來衡量視頻包的緊急性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:所述步驟2)中，計(jì)算視頻包的緊急性參數(shù)的方法具體包括以下步驟: 假設(shè)在當(dāng)前傳輸時(shí)間間隔中，系統(tǒng)共有K個(gè)視頻用戶等待調(diào)度，第k個(gè)視頻用戶的傳輸隊(duì)列中有Mk個(gè)視頻包，表示為{ρ'?,,,Λ <n<Nk,\<k<K,\<m<Mk)，其中Nk表示第k個(gè)視頻用戶的NALU總數(shù)，Plm的上標(biāo)η表示視頻包屬于第η個(gè)NALU，視頻包的延時(shí) Tdln采用如下的公式進(jìn)行預(yù)測(cè):
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:所述視頻包的效用采用效用函數(shù)U(Td，PI)進(jìn)行計(jì)算，其中Td表示視頻包的緊急性參數(shù)，PI表示視頻包的重要性參數(shù)； U(Td1PI)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件: 條件1:當(dāng)PI固定，U(Td，PI)隨著Td的增加而增加，且效用函數(shù)曲線的斜率隨著Td的增加而增加； 條件2:當(dāng)Td固定，U(Td，PI)隨著PI的增加而增加，且效用函數(shù)曲線的斜率隨著PI的增加而減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:所述視頻包的效用為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:所述優(yōu)化問題描述為:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:所述動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法中建立的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型描述為: 將所述優(yōu)化問題分解為K重疊的子問題{SPi，i e [I, K]}:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種HSDPA中基于效用函數(shù)優(yōu)化的多用戶實(shí)時(shí)視頻跨層調(diào)度方法，其特征在于:所述貪婪算法中，定義第k個(gè)視頻用戶的效用為:
【文檔編號(hào)】H04W72/12GK103987125SQ201410215923
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】鄧瑞, 劉貴忠, 陽建 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)