基站及視頻調度方法與流程

本發明涉及通信
技術領域：
，尤其涉及一種基站及視頻調度方法。
背景技術：
：隨著多媒體服務的快速發展，人們對高速率數據業務的需求越來越大。而機會多播調度技術則是同時利用單播技術的多用戶分集和廣播技術的廣播增益，來滿足高速率數據業務用戶的服務質量(QualityOfService,QoS)。但是目前的機會多播調度技術是在每個時隙通過選擇一定比例的信道條件較好的用戶進行調度，而信道條件較差的用戶則會一直不被調度直至所述信道條件較差的用戶的信道條件好轉，如此降低了多播效率。同時，由于在每個時隙調度的用戶的數目固定，從而無法達到高效率的多播。而對于異構網絡，用戶離基站的距離可能不同，因此每個用戶的QoS可能不同。目前的機會多播調度技術無法根據每個用戶的QoS來調整每個時隙內廣播的用戶，無法實現高效率的多播。技術實現要素：本發明提供一種加快信道條件較差的用戶的數據接收進度的基站及視頻調度方法。本發明的實施例提供一種基站，包括：記錄單元，用于記錄每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目；數據計算單元，用于利用正弦函數來確定每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目；優先級確定單元，用于根據每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目、每個用戶的服務質量要求及每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目來確定在當前時隙各用戶的優先級；吞吐率計算單元，用于在當前時隙將用戶依次按照優先級由高到低的順序逐個加入用戶調度集，形成若干用戶調度集，根據對應用戶調度集的組播速度來更新用戶調度集，并計算各更新的用戶調度集中的所有用戶的吞吐率；及調度單元，用于比較當前時隙的所有用戶調度集的吞吐率，確定吞吐率最大的用戶調度集為最佳用戶調度集，并對所述最佳用戶調度集中的所有用戶進行調度。較佳的，所述基站還包括初始化單元，所述初始化單元用于在第一個時隙初始化用戶調度集和每個用戶已收到的數據的數目。較佳的，所述基站還包括服務質量要求確定單元，所述服務質量要求確定單元用于根據公式來確定每個用戶的服務質量要求，其中，為小區內的用戶的最大的服務質量要求,μ為離基站最遠用戶和最近用戶之間的距離相對于離基站最遠距離的歸一化值，及N為小區內用戶的數量。較佳的，當用戶在當前時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目時，所接收數據的數目與至少需要獲得的數據的數目差值越大的用戶權重值越大，優先級越高。較佳的，當用戶在當前時隙前所接收數據的數目達到至少需要獲得的數據的數目，但還未達到用戶的服務質量要求時，信道速率越快的用戶權重值越大，優先級越高。較佳的，在當前時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的優先級大于在當前時隙前所接收數據的數目已經達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的優先級。本發明的實施例提供一種視頻調度方法，包括：記錄每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目；利用正弦函數來確定每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目；根據每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目、每個用戶的服務質量要求及每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目來確定在當前時隙各用戶的優先級；在當前時隙將用戶依次按照優先級由高到低的順序逐個加入用戶調度集，形成若干用戶調度集，根據對應用戶調度集的組播速度來更新用戶調度集，并計算各更新的用戶調度集中的所有用戶的吞吐率；及比較當前時隙的所有用戶調度集的吞吐率，確定吞吐率最大的用戶調度集為最佳用戶調度集，并對所述最佳用戶調度集中的所有用戶進行調度。較佳的，在第一個時隙初始化用戶調度集和每個用戶已收到的數據的數目。較佳的，根據公式來確定每個用戶的服務質量要求，其中，為小區內的用戶的最大的服務質量要求,μ為離基站最遠用戶和最近用戶之間的距離相對于離基站最遠距離的歸一化值，及N為小區內用戶的數量。較佳的，當用戶在當前時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目時，所接收數據的數目與至少需要獲得的數據的數目差值越大的用戶權重值越大，優先級越高。較佳的，當用戶在當前時隙前所接收數據的數目達到至少需要獲得的數據的數目，但還未達到用戶的服務質量要求時，信道速率越快的用戶權重值越大，優先級越高。較佳的，在當前時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的優先級大于在當前時隙前所接收數據的數目已經達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的優先級。上述發明通過提高信道條件差的用戶的調度優先級，提高數據接收少的用戶的調度優先級，優先調度信道條件差的用戶及數據接收少的用戶，加快信道條件差的用戶及數據接收少的用戶的數據接收進程，縮短了發射時間，提高了發射能效，從而達到高效率的多播。附圖說明附圖中：圖1是本發明一實施例的基站的示意圖。圖2是本發明第一實施例的視頻調度方法的流程圖。圖3是本發明第一實施例的小區的示意圖。圖4是本發明不同時隙調度小區內不同用戶的示意圖。圖5是本發明第二實施例的小區的示意圖。主要元件符號說明基站100初始化單元101服務質量要求確定單元102記錄單元103數據計算單元104優先級確定單元105吞吐率計算單元106調度單元107如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。具體實施方式下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。可以理解，附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為便于清晰描述，而并不限定比例關系。在本實施例中，一小區內包括基站和由N個用戶組成的多播組。多播組的數據包傳輸過程分為多個時隙完成。各用戶的信道狀態相互獨立。每個時隙內各用戶的信道狀態保持不變，且從一個時隙到下一個時隙，各用戶的信道狀態獨立地變化。在每個時隙開始階段，每個用戶能獲得在所述時隙的信道狀態信息，并將所述信道狀態信息反饋給基站。基站向用戶組發射數據，保證所有用戶都成功接收所述一組數據后，基站才開始進行下一組數據的傳輸。請參考圖1，為本發明一實施例的基站的示意圖。所述基站(BaseStation,BS)100包括初始化單元101、服務質量要求確定單元102、記錄單元103、數據計算單元104、優先級確定單元105、吞吐率計算單元106及調度單元107。在本實施例中，所述初始化單元101用于在第一個時隙初始化用戶調度集和每個用戶已收到的數據的數目。在其他實施例中，所述初始化單元101用于在對一組數據進行發射之前，初始化用戶調度集和每個用戶已收到的數據的數目。所述服務質量要求確定單元102用于確定每個用戶的服務質量要求。所述記錄單元103用于記錄每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目。所述數據計算單元104用于利用正弦函數來確定每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目。所述優先級確定單元105用于根據每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目、每個用戶的服務質量要求及每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目來確定在當前時隙各用戶的優先級。所述吞吐率計算單元106用于在當前時隙將用戶依次按照優先級由高到低的順序逐個加入用戶調度集，形成若干用戶調度集，根據對應用戶調度集的組播速度來更新用戶調度集，并計算各更新的用戶調度集中的所有用戶的吞吐率。所述調度單元107用于比較當前時隙的所有用戶調度集的吞吐率，確定吞吐率最大的用戶調度集為最佳用戶調度集，并對所述最佳用戶調度集中的所有用戶進行調度。以下將結合流程圖來詳細描述單元101-107的具體功能。請參考圖2，為本發明第一實施例的視頻調度方法的示意圖。在本發明的第一實施例中，所述網絡為同構網絡。如圖3所示，所有用戶離基站的距離相同。同構網絡中所有用戶的服務質量要求相同。在步驟S201中，在第一個時隙初始化用戶調度集和每個用戶已收到的數據的數目。具體地，用s表示時隙數，用n表示用戶，則在第一個時隙s＝1，用戶調度集Uscheduled(s)＝φ，每個用戶已收到的數據的數目H(n,0)＝0，n＝1,2,…,N。在其他實施例中，所述初始化用戶調度集和每個用戶已收到的數據的數目為在對一組數據進行發射之前進行。在步驟S202中，確定每個用戶的服務質量要求。在本實施例中，每個用戶的服務質量要求為300kb，即，Hnmin＝300kb，n＝1,2,…,N。顯然，在其他實施例中，每個用戶的服務質量要求還可根據所述同構網絡的環境的不同而可為其他值，如為200kb。在步驟S203中，記錄每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目，其中用H(n,s-1)來表示每個用戶在第s個時隙前所接收數據的數目。在步驟S204中，利用正弦函數來確定每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目。具體地，在本實施例中，時隙越小，對每個用戶在當前時隙為止最少獲得的數據的數目限制越松，時間越晚，對每個用戶在當前時隙為止最少獲得的數據的數目越嚴格。每個用戶在第s個時隙前至少需要獲得的數據的數目為：其中，n為用戶；其中，s-1為第s個時隙之前；其中，S為總傳輸時隙值，所述S根據對應用戶的服務質量要求及對應的信道速率來得出。其中，在每個時隙開始階段，每個用戶都能將其的信道狀態信息反饋給基站，基站可以根據信道狀態信息來確定信道速率；其中，為每個用戶的服務質量要求；其中，x(s-1)用正弦函數來表示為：其中，ε為修正因子，在本實施例中，所述ε為預設值，如1，0.8等。在步驟S205中，根據每個用戶在當前時隙前所接收數據的數目、每個用戶的服務質量要求及每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目來確定在當前時隙各用戶的優先級。具體地，每個用戶在當前時隙的優先級可以通過在當前時隙的權重值來表示，每個用戶在當前時隙的權重值表示為：其中，n為用戶；其中，s為第s個時隙；其中，ΔHn為用戶已獲得的數據的數目與至少需要獲得的數據的數目之間的差值；其中，為所有用戶已獲得的數據的數目與至少需要獲得的數據的數目之間的差值的平均值；其中，H(n,s-1)為用戶在第s個時隙前所接收數據的數目；其中，φ(n,s-1)為用戶在第s個時隙前至少需要獲得的數據的數目；其中，表示當用戶在第s個時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目時，所接收數據的數目與至少需要獲得的數據的數目差值越大的用戶權重值越大，優先級越高。其中，C(n,s)為用戶在第s個時隙時的信道速率；其中，為用戶的服務質量要求；其中，表示當用戶在第s個時隙前所接收數據的數目達到至少需要獲得的數據的數目，但還未達到服務質量要求時，信道速率越快的用戶權重值越大，優先級越高。其中，P(n,s)＝-∞,表示當用戶在第s個時隙前所接收數據的數目達到服務質量要求時，用戶權重值最小，優先級最低。其中，在第s個時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的權重值大于在第s個時隙前所接收數據的數目已經達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的權重值。即在第s個時隙前所接收數據的數目還未達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的優先級大于在第s個時隙前所接收數據的數目已經達到至少需要獲得的數據的數目的用戶的優先級。在第s個時隙前所接收數據的數目達到至少需要獲得的數據的數目，但還未達到服務質量要求的用戶的權重值大于在第s個時隙前所接收數據的數目達到服務質量要求的用戶的權重值。即，在第s個時隙前所接收數據的數目達到至少需要獲得的數據的數目，但還未達到服務質量要求的用戶的優先級大于在第s個時隙前所接收數據的數目達到服務質量要求的用戶的優先級。在步驟S206中，在當前時隙將用戶依次按照優先級由高到低的順序逐個加入用戶調度集，形成若干用戶調度集，根據對應用戶調度集的組播速度來更新用戶調度集，并計算各更新的用戶調度集中的所有用戶的吞吐率。其中，根據對應用戶調度集的組播速度來更新用戶調度集具體包括：確定各用戶調度集的組播速度為對應用戶調度集中的最小信道速率，將信道速率高于組播速度的用戶加入對應用戶調度集來更新用戶調度集。其中，確定各用戶調度集的組播速度為對應用戶調度集中的最小信道速率的公式為：其中，i為用戶集；其中，s為第s個時隙；其中，n∈Uscheduled(i,s)表示為第i個用戶集中的用戶；其中，c(n,s)為在第s個時隙用戶的信道速率。其中，將信道速率高于或等于組播速度的用戶加入對應用戶調度集來更新用戶調度集的公式為：Usupported(i,s)＝{j:C(j,s)≥r(i,s)}其中，j為小區中的用戶；其中，C(j,s)為小區中的用戶在第s個時隙的信道速率；其中，r(i,s)為在第s個時隙第i個用戶調度集的組播速度。其中，當用戶在第s個時隙已獲得的數據量已達到服務質量要求則不被考慮加入用戶調度集中來更新用戶調度集。其中，計算各更新的用戶調度集中的所有用戶的吞吐率具體為：R(i,s)＝r(i,s)*|Usupported(i,s)|其中，i為用戶集；其中，s為第s個時隙；其中，r(i,s)為在第s個時隙第i個用戶調度集的組播速度；其中，Usupported(i,s)為更新的用戶調度集。下面將舉例來對步驟S206進行詳細說明：一個小區包括用戶1、用戶2、用戶3及用戶4，在第二個時隙，用戶1、用戶2、用戶3及用戶4的優先級依次遞減且用戶4在第二個時隙前所接收數據的數目未達到服務質量要求，則形成4個用戶調度集，分別為第一個用戶調度集包括用戶1、第二個用戶調度集包括用戶1及用戶2、第三個用戶調度集包括用戶1、用戶2及用戶3、第四個用戶調度集包括用戶1、用戶2、用戶3及用戶4，對于第二個用戶調度集，用戶1的組播速度為100MB/s，用戶2的組播速度為200MB/s，則第一個用戶調度集的組播速度為100MB/s。而其中，用戶3的組播速度為150MB/s，用戶4的組播速度為80MB/s，將用戶3新增至第二個用戶調度集，來更新第二個用戶調度集包括用戶1、用戶2及用戶3。并類似的在第二個時隙更新每個用戶調度集。計算第二個用戶調度集的吞吐率為100MB/s*3，即為300MB/s。相應地，在第二時隙計算每個用戶調度集的吞吐率。在步驟S207中，比較當前時隙的所有用戶調度集的吞吐率，確定吞吐率最大的用戶調度集為最佳用戶調度集，并對所述最佳用戶調度集中的所有用戶進行調度。在本實施例中，步驟S207還包括采用最佳用戶調度集的組播速度對數據進行發射。在本實施例中，所述同構網絡中傳送的業務為發射速率不受限制的一般業務。在步驟S208中，對每個時隙重復S203至S207，直到滿足每個用戶的服務質量要求。例如如圖4所示：在第1時隙，調度用戶1和用戶3，在第2個時隙，調度用戶1、用戶2和用戶3，在第3個時隙，調度用戶2和用戶4。其中，所述步驟S202不僅局限于在每次傳送一組數據時執行，還可為每隔預定時間執行。第二實施例的視頻調度方法與第一實施例的視頻調度方法相似，不同之處在于：在本發明的第二實施例中，如圖5所示，所述網絡為異構網絡，用戶分布在圓形的小區中，每個用戶的路徑損耗可能不同，用戶的服務質量要求隨平均信道條件變化。用戶離基站的距離越近，用戶的服務質量要求越高，用戶離基站的距離越遠，用戶的服務質量要求越低。在步驟S202中，每個用戶的服務質量要求為：其中，為小區內的用戶的最大的服務質量要求，在本實施例中，小區內的用戶的最大的服務質量要求為300kb。在其他實施例中，小區內的用戶的最大服務質量要求可根據所述同構網絡的環境的不同而為其他值，如為200kb；其中，μ為用戶分布因子，μ為離基站最遠用戶和最近用戶之間的距離相對于離基站最遠距離的歸一化值；其中，N為小區內用戶的數量。當最遠距離與最近距離相同時，所述網絡為同構網絡。在步驟S207中，所述傳送的業務為發射速率受限的可分級視頻業務。在本實施例中，采用ACM(AdaptiveCodingModulation,自適應編碼調制)技術進行傳輸，不同的組播速度可以選擇不同的MCS(ModulationandCodingScheme，調制與編碼策略)來傳輸。所述ACM技術采用的MCS如表1所示：表1其中，對數據進行發射的速度為小于最佳用戶調度集的組播速度的所有信號比特數/符號中的最大值。例如：當最佳用戶調度集的組播速度為1.8M/s時，信號比特數/符號值小于1.8M/s的包括1.0的信號比特數/符號和1.5的信號比特數/符號，其中，1.0的信號比特數/符號和1.5的信號比特數/符號中的最大值為1.5的信號比特數/符號，則對數據進行發射的速度為1.5的信號比特數/符號。從而，本發明通過正弦函數來確定每個用戶在當前時隙前至少需要獲得的數據的數目，從而時間越早，即時隙越小，對每個用戶在當前時隙為止最少獲得的數據的數目限制越松，時間越晚，即時隙越大，對每個用戶在當前時隙為止最少獲得的數據的數目越嚴格。本發明通過提高信道條件差的用戶的調度優先級，提高數據接收少的用戶的調度優先級，優先調度信道條件差的用戶及數據接收少的用戶，加快信道條件差的用戶及數據接收少的用戶的數據接收進程，縮短了發射時間，提高了發射能效。同時，本發明考慮不同用戶的不同服務質量要求，動態實時地根據用戶的服務質量要求調整每個時隙內服務的用戶，提高了發射能效。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3