一种基于稳定匹配的协作视频传输方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107302747A(43)申请公布日2017.10.27(21)申请号201710575047.4(22)申请日2017.07.14(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区南山街道崇文路2号(72)发明人张祖凡曾甜于秀兰孙韶辉(74)专利代理机构重庆市恒信知识产权代理有限公司50102代理人刘小红(51)Int.Cl.H04W4/00(2009.01)H04W40/12(2009.01)H04W40/14(2009.01)H04W40/20(2009.01)H04N21/6408(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种基于稳定匹配的协作视频传输方法(57)摘要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。CN107302747ACN107302747A权利要求书1/2页1.一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同等重要可独立解码的关于编码的描述，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sij(y)；步骤3)：利用社会关系sij(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。2.根据权利要求1所述的基于稳定匹配的协作视频传输方法，其特征在于，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描述，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。3.根据权利要求1所述的基于稳定匹配的协作视频传输方法，其特征在于，所述步骤2)建立终端用户属性关系，计算每个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sij(y)具体包括；先对每一个节点引入一个k维的坐标矢量fk代表特定维度上属性的值，权重因子cu满足从而获得用户的社会距离系数αij，用户之间的距离随机变化，当d<r0，用户愿意转发的数据包的概率为1；当d>r0时，协作意愿与距离以及社会距离系数αij成反比。4.根据权利要求3所述的基于稳定匹配的协作视频传输方法，其特征在于，所述权重因子cu在维度u上属性的权重计算公式为：fiu表示用户i在维度u上属性的值，fik表示表示用户j在维度k上属性的值，fju表示表示用户j在维度u上属性的值任意两个用户属性的距离可以表示为：v(i)表示用户i的属性向量，v(j)表示用户j的属性向量；th假定在半径R的范围之内，在t时刻用户UEi的位置均匀移动且服从与时间无关的平稳遍历性，且所有用户的位置是独立服从相同分布(i.i.d.)，任意两个用户的距离Dl的概率密度函数fY(y)为：FY(y)表示用户间距离的分布函数2CN107302747A权利要求书2/2页结合用户间的物理距离和属性距离，定义当用户处于邻居距离且接触相对频繁时，用户愿意转发的数据包的概率为随机相遇的用户的协作意愿与距离以及社会距离系数αij成反比，社会关系可以表示为：5.根据权利要求4所述的基于稳定匹配的协作视频传输方法，其特征在于，所述步骤3)：利用社会关系sij(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，具体包括：在一个时隙内要保证视频数据包被相邻簇的接收端成功接收要满足两个条件，其一，发送端和接收端之间存在社会关系，再者，由于小规模衰落和路径损耗的影响，瞬时接收信噪比要高于预定义的阈值γ，在一个时隙内接收端成功接收数据包th的概率为其中Pt表示发送端的发送功率，h(t)表示在t时隙信号振幅，Ω(y)表示路径损耗，N0W