[发明专利]一种基于稳定匹配的协作视频传输方法

说明书

本发明请求保护一种基于稳定匹配的协作视频传输方法，属于移动通信技术领域。所述方法包括以下步骤：1、将视频流分割成多个数据包，根据用户接收数据包的不同将用户分为不同的簇；2、利用权重因子反映用户不同属性的重要性计算用户的社会距离；3、结合用户的动态物理距离生成动态的社会关系；4、利用社会关系和无线传播环境计算一个时隙单播的吞吐量和时延；5、设计不同用户协作的效用函数生成偏好信息，利用Gale‑Shapley算法使用户自主协商形式形成稳定的协作传输方案。本发明提出的基于稳定匹配的协作视频传输方法，实现了蜂窝通信系统和D2D(Device‑to‑Device)短距离通信的融合，相对于传统的协作方法，能够降低计算复杂度，提高吞吐量。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及基于社会网络的不同簇间用户协作传输方法，可以实现用户间高速视频流共享。

背景技术

未来移动通信技术需要支持移动电视、流媒体视频和视频监控等个性化多媒体服务，目前，为未来移动通信技术场景特别是高速率、高可靠网络提供满意的服务质量和用户体验仍然面临诸多的挑战。目前，网络节点间的视频传输系统可分为组播和单播两种方式，组播是指把信息同时传递给一组目的地址的过程，节省了服务器的负载，然而组播相对于单播无法针对用户的要求提供个性化服务，同时，组播的通信速率受限于信道质量最差的用户，会导致较低的数据速率，从而降低视频流的品质。

D2D技术的出现改变了蜂窝网络的运行模式，D2D通信是指数据不经过网络的中转直接在终端之间进行短距离传输的过程，在蜂窝网络中引入D2D通信技术能提高吞吐量、扩展网络覆盖、提高能量效率、提升用户体验。随着D2D技术被广泛采纳，未来移动通信技术服务配置过程中期望用户设备充当更积极的角色，比如D2D数据转发中继、内容分发和缓存以及用户间的协作通信。这种新的通信形式将改变传统的蜂窝通信模式，网络的进化使用户设备不断地扩充其功能而基站的重要程度越来越小。

大多数的研究都假定所有的用户之间都具有同等的合作意愿，然而实际情况并非如此，因为用户对内容的兴趣度不同，并且不愿意与其不存在社交关系的潜在D2D用户进行协作。在实际场景(会议、音乐厅、体育比赛)中，很多用户可能请求同的视频，传统的方式基站以通过多次重传将内容传送给这些用户，为此，一些研究人员提出，数据包应该通过协作的方式进行通信传输，这不仅提高了数据包传输的质量，降低了传输延迟，而且还提高了蜂窝网络的边缘覆盖范围。人类的行为改变了视频的产生、分布以及传播的路径，用户开始参与视频的传播而不再是被动的接受者，用户产生视频内容的增加以及社会化共享的覆盖面的空前扩大使视频传输面临着前所未有的挑战。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种能够降低计算复杂度，提高吞吐量、实现了高速的视频流共享的基于稳定匹配的协作视频传输方法。本发明的技术方案如下：

一种基于稳定匹配的协作视频传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：视频采用多描述编码，将视频流分割成多个数据包，基站广播被分割的数据包给用户，接收相同数据包的用户被分为同一个簇；

步骤2)：建立终端用户属性关系，引入权重因子，计算每个终端用户属性的重要程度和任意两个用户属性距离，结合物理距离y计算出社会关系s_ij(y)；

步骤3)：利用社会关系s_ij(y)和用户接收信噪比计算终端用户间一个时隙单播的吞吐量和时延；

步骤4)：根据计算的单播吞吐量建立任意两个簇用户之间的偏好序列，利用基于稳定匹配的D2D协作传输算法使用户自主协商形式稳定的协作方案。

进一步的，所述步骤1)视频流采用MDC产生多个相互独立同时又具有一定相关性的码流，各个描述可以分别独立解码获得重建质量，基站广播视频流后用户至少获得一个描述且将获得相同描述的用户分为一个簇，其次，为了重建完整视频数据包，用户需要与其它簇内的用户通过短距离D2D通信进行协作。