[发明专利]认知无线电网络中的多媒体通信协作多播传输方法

说明书

本发明公开了一种认知无线电网络中多媒体通信协作多播传输方法，其步骤为：S1主网络将参数信息发送给认知中继；S2计算出多播组用户的最大数据比特量S3主网络判断基本层比特量是否满足要求，若不满足，转S4；若满足，转S5；S4主网络结合最终确定的协作传输时间比例和协作功率主用户使用前部分传输基本层数据，认知用户使用剩余部分传输自身信息；S5主用户使用前部分传输基本层数据，认知用户使用剩余部分传输自身信息；S6判断该帧是否结束，若未结束，转到S2，否则，该帧数据传输结束。本发明能够有效提高主网络的系统吞吐量，增加认知网络传输机会，且传输可靠性高，稳定性强，可用于认知无线电多媒体协作多播系统。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是一种认知无线电网络中多媒体通信协作多播传输方法。

背景技术

由于无线通信技术以及各种终端应用的快速发展，人们对无线频谱的需求大幅增长。在日益增长的社会需求下，人们需要将文本、图形、图像、音频和视频等业务集中呈现在终端。在可预见的未来，人们对无线频谱的需求集中体现在诸如视频网站、点对点多媒体网络、分布式游戏等多媒体应用中。然而，频谱资源是非常有限的宝贵资源，由于现有频谱管理的固定分配机制，随着各种通信业务的快速发展，无线频谱已经成为了一种稀缺资源。然而研究表明，无线频谱利用率低是造成频谱资源短缺的主要原因。认知无线电技术由于能够在不影响授权用户传输的前提下，动态的接入授权频谱，充分的利用频谱资源而被广泛的研究。

多媒体业务大多被多个用户同时订阅，而多播技术利用无线传输的广播特性，将对同一内容感兴趣的用户作为一个多播组，为其提供多播业务，使得相同的无线网络资源服务更多的用户，能够在很大程度上提高频谱利用率。多播传输中，为了保证最差信道的目的端节点能够正确接收信息，源节点的传输速率受限于最差信道状态的链路，然而由于无线信道固有的信道衰落，路径损耗以及阴影效应等影响，当多播组用户数增多时，多播通信的系统吞吐量遭受严重的限制。

对抗多播通信系统中路径损耗与衰落可采用协作多播技术，该技术的传输时隙主要分成两个阶段，第一阶段源节点向所有的多播组用户传输数据，第二阶段，成功接收数据的用户作为中继向其他用户传输数据。解决上述问题的另一种有效技术是源端分层编码，该技术将原始的多播数据分成基本层和增强层，基本层数据保证基本的多媒体质量，增强层数据能够提高接收到的多媒体质量。通过使用可伸缩视频编码技术，信道质量好的用户能够获得较高的解码质量，提高系统吞吐量。

目前已经有不少关于认知无线电网络中研究多媒体通信多播技术的论文及专利申请等成果，也有较多的关于在普通无线网络中使用编码技术的研究成果。2010年DonglinHu等在“IEEE Journal on SelectedAreas in Communications”(《国际电气电子工程师协会通信特定领域期刊》)(2010年4月第28卷)发表的“Scalable Video Multicast inCognitive RadioNetworks”(认知无线电网络中可伸缩视频编码研究)公开了一种用于认知无线电网络中的跨层多播视频优化方法，具体内容是：该方法考虑基于基础设施的认知无线电网络与多个主用户网络共存，并且认知网络中的基站以机会接入主用户信道的方式向多播组用户多播实时视频，然后提出一个跨层优化方法来提高认知无线电网络的多播视频质量。该技术方案存在的不足是：该方法在传输多媒体数据时，使用的是基站直接多播的方式，虽然该方法使用可伸缩视频编码来保证信道状况好的用户解码的视频质量较高，但是由于信道衰落和路径损耗，当多播组用户数增多时，发射端为了保证所有的用户都能够正确解码出视频数据，发射端的速率势必会有所降低，这限制了整个网络的系统吞吐量。