[发明专利]一种基于TV白频段的视频组播传输方法

权利要求书

1.一种基于TV白频段的视频组播传输方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：搭建无线视频组播传输网络，设置基本参数；

步骤2：CR基站对视频进行伸缩视频编码(SVC)处理：CR基站运用SVC技术对视频进行编码，将视频编码成一个基本层和两个增强层，基本层用来保证最基本的视频质量，增强层用来提高视频质量，在物理层中采用自适应调制编码(AMC)，每种编码方案均由一种调制方案以及一种具备不同的编码速率的前向纠错方案(FEC)组成，具有不同的频谱效率(BUR)，一般编码方案的BUR越高，其覆盖范围越小，将M中信道编码方案按照编码效率升序排列为[MC₁，…，MC_m]，并且规定任意视频进行SVC编码后第m层视频采用MC_m进行发送；

步骤3：无线频谱的检测：直接对接收到的时域信号进行采样求模，然后求其平方即可得到；

步骤4：无线频谱的选择：当获得当前各特高频无线电波(UHF)信道状态后，基站将会进行频谱选择操作以获取最优工作频段，在频谱选择过程中对多个连续的可用信道实行绑定操作以获得更大的频宽，由于频谱跨越度越大，系统被主用户打断的概率越大，因此在频谱选择过程中设置一个衰减因子η∈(0,1)来限制频谱的跨越度，将频谱选择归纳为如下问题数学表达式：

max:

s.t:π_i＝1，i＝c+1,···,c+l；

这里B_i表示信道i的频宽；UHF信道具有相同的频宽，即B₁＝B₂＝…＝B_i；

步骤5：实现最优资源调度：为了进一步提高整体接收到的视频质量，使用跨层优化子载波调度机制，即当获得新的子载波频谱感测数据时，执行子载波调度机制，这样能够实现最优的无线频谱的分配，保证用户获得与自己信道质量相匹配的视频资源；

所述步骤5中实现最优资源调度具体步骤如下：

步骤5.1：设所获取的频段为F，跨越度为W_F，系统采用正交频分复用技术(OFDM)调制方式来接入所获取的频段，且每个子载波具有频宽为Δf，则系统共具备K＝ζBW_F/Δf个子载波，这里ζ表示OFDM频率复用因子；令k＝1，…，K表示子载波的序号，且用户i在子载波k上的信噪比为γ_i,k，对每个多播组g，得到其在子载波k上能够正确接收到视频层m的用户集合：

L_g,m,k＝{i|i∈N_g,Υ_m＜γ_i,k＜Υ_m+1}；

定义视频g的速率集为R_g＝{v_g,1,...,v_g,M}，这里

步骤5.2：在资源调度过程中，为了确定子载波序列{1，…，K}与各个视频节目{1，…，G}的各个视频层{1，…，M}之间的最优映射关系和为了各个子载波确定最优的MCS方案，采用的资源调度准则是最大化比例公平性，即保证各个用户尽可能的获得与其信道条件相匹配的视频质量，资源调度准则公式化表达如下：

步骤5.3：给定资源分配矩阵L，求得多播组g中能够正确接收采用MCS方案MC_m进行编码的数据的节点总数

这里表示集合中所包含的节点总数，由此得：

这里，表示用户的接收质量，表示如下：

由于底层频谱资源来源于即时感知的结果，具有高度的不确定性，因此，在资源调度过程中，必须考虑如下两种情况：

当时，底层频谱资源足以支撑所有视频层的传输，这时不用考虑底层优先分配限制和最低速率限制，因此可以将最优资源调度问题数学化表达如下：

max:

s.t.:

当时，底层频谱资源不足以支撑所有视频层的传输，这时必须要考虑底层优先分配限制和最低速率限制，因此，这种情况下的最优资源调度问题数学化表达如下：

max:

s.t.:

步骤5.4：用二进制粒子群算法求解：首先初始化参数，在初始化过程中，首先给出粒子的初始位置，并且每个粒子的初始速度根据ω_t更新粒子速度：

根据迭代索引t更新粒子位置：

当迭代达到预先设置的最大迭代算法终止，得出资源调度的最优解，实现子载波的最优分配，使无线视频组播质量得到优化。

2.根据权利要求1所述的基于TV白频段的视频组播传输方法，其特征在于：所述步骤1中搭建无线视频组播传输网络具体步骤如下：考虑一个集中的单跳CR网络搭配几个主要网络，主要网络拥有优先使用UHF频段的权利，由于主用户传输，每个UHF频段的可用性随着时间而变化，由N个移动CR用户和CR基站组成的CR网络可以在不干扰主用户的前提下机会性地接入这些UHF频段，假设基站配备了S个宽可调的全向天线，它们是相互独立的，在不同的频带上工作，每个CR用户还配备了一个广泛可调的天线，可以在任何UHF频段与基站进行通信；

假设C个UHF信道，每个UHF信道的带宽为B，UHF信道是CR系统机会接入的潜在候选者，在特定时间内，CR用户i可以根据其当前位置潜在地访问UHF频道的子集，可以由表示：

为了防止多个CR系统同步访问可用信道导致的“二级干扰”，这种干扰不是致命的，但仍然对认知交流造成严重的影响，因此，引入一个额外的信道度量，称为预期信干噪比定义如下：

P_i表示CR用户i的接收功率，是i从UHF信道c上监听到的二次干扰功率值，N₀为加性高斯白噪声。