[發明專利]基于雙層驅動干擾協調的視頻直播系統及其實現方法

在審

• 申請號: 201810860186.6
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108989829A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 田峰;凌海濤;陳建新;周亮;楊震
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04N21/2187
• 分類號: H04N21/2187;H04N21/4363;H04N21/61;H04N7/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 唐紅

本發明公開一種基于雙層驅動干擾協調的視頻直播系統及其實現方法，感知節點周期性地收集附近無線環境的頻譜信息，并將最新的數據信息發送至信息融合中心FC，信息融合中心FC收到感知數據后進行數據融合、資源分配和資源優化等，服務結束后，信息融合中心FC釋放相應資源。本發明在視頻直播前，使用認知無線電技術在物理層上檢測頻譜能量，分析頻譜數據辨識頻譜狀態，通過調度從而避免產生干擾；在視頻直播過程中，根據QoE性能判別頻譜狀態，進行頻譜資源重分配，通過跨層干擾協調，達到了零干擾和低誤碼的效果，最終實現了低時延、高速率的視頻直播。

技術領域

本發明屬于軟件無線信息傳輸技術，具體涉及一種基于雙層驅動干擾協調的視頻直播系統及其實現方法。

背景技術

視頻直播是近幾年最為流行的多媒體形式。視頻直播與傳統的視頻傳輸區別在于，視頻直播要求實時性高，是一種邊下邊播(同時下載同時播放)的在線多媒體傳輸，而非將完整的視頻資源下載完成后(離線)播放。因此，視頻直播要求傳輸網絡能夠提供高速率、低時延以及低誤碼的寬帶傳輸環境。但是，越來越多的年輕人在手機等移動客戶端上觀看視頻直播，往往受到各種干擾的影響。在這樣的傳輸環境下，視頻直播需要的高性能傳輸要求往往很難滿足。因此，傳輸干擾問題務須得到有效的解決。

認知無線電技術通過在時間和空間上充分利用空閑頻譜，實現干擾協調，從而降低在傳輸過程中發生干擾的可能性。認知無線電是一種智能的頻譜共享技術，可以感知周圍的無線環境，通過對環境數據的分析，得到符合要求的頻譜，進而實現了頻譜資源的合理利用。所以在復雜的傳輸環境中，使用認知無線電技術選擇一個空閑頻譜供視頻直播使用，可以有效的解決傳輸的干擾問題。

用戶體驗質量(Quality of Experience,QoE)是指用戶對設備、網絡和系統、應用或者業務的質量和性能的主觀感受，是用戶感受到完成整個過程的難易程度。由于視頻直播的實時性，通過測量的某些參數能夠一定程度上的反映用戶使用視頻直播的QoE和視頻直播是否受到較強的干擾。

軟件無線電技術(Software Defined Radio,SDR)是研究和測試認知無線電等通信技術常用的一種技術手段。軟件無線電技術是指采用一個通用、標準、模塊化、固定不變的硬件平臺，通過軟件編程的方式實現各種無線電通信功能(如工作頻段、調制解調類型、數據格式、通信協議等)，和通過軟件重構來實現靈活多變的通信體制和通信功能的無線電系統。USRP RIO是近幾年來較為成熟的軟件無線電平臺之一。相較于其它同類型的儀器，它的硬件處理能力更好，操作便捷，可視化圖形語言，同時它的可調硬件參數更加的廣泛，數值更加精確。

家庭基站是一種類似于小型基站的物理設備，多用來擴展移動通信信號覆蓋。通過在室內放置并啟用家庭基站，使用戶在室內也能夠接收到優質的信號。但是引入家庭基站后，家庭基站與基站的工作環境中，新出現了幾種干擾：宏蜂窩基站與家庭基站間的干擾、宏蜂窩基站與家庭基站用戶間的干擾、宏蜂窩用戶與家庭基站間的干擾、宏蜂窩用戶與家庭基站用戶間的干擾以及家庭基站與家庭基站間的干擾。這些干擾會對正常工作的家庭基站造成較為嚴重的影響。

也就是說，傳統的干擾協調在使用認知無線電技術后，通常局限于研究如何提高感知精確度和感知正確率。但是一旦感知錯誤發生并使用了非預期的信道頻譜資源，因此造成通信服務質量下降時，傳統方法無法及時更正錯誤。對于視頻直播這類服務而言，一旦發生了這樣的錯誤，那么視頻直播受到的影響，最嚴重時視頻直播的數據流將會中斷。

因此，我們考慮通過基于USRP RIO軟件無線電平臺的搭建家庭基站系統為的測試環境，驗證基于雙層驅動干擾協調的視頻直播技術性能。

發明內容