[发明专利]一种面向用户信息内容的信息延迟编码方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信与网络技术领域，具体涉及无线网络中依据用户信息内容和时延要求进行多用户联合信息编码的方法。

背景技术

随着无线通信网的发展和用户对无线网络需求的不断增加，无线通信网中的数据流量将呈现巨大的增长。根据瑞典爱立信（Ericsson）公司在2011年发布的白皮书《第四代移动通信》(4G)中所作的预测，无线网中数据流量将会由2012年的10艾字节（ExaBytes）增长到2015年的47艾字节。面对如此巨大数据传输量，优化各种类型信息业务的传输已成为技术改进和提高的重点。

第三代移动通信合作项目（The 3rd Generation Partnership Project3GPP）在2003年发布的《长期演进系统第六版技术标准23.246》（Long Term Evolution Release6TS23.246版本2.0.0）提出的多媒体广播多播业务（Multimedia Broadcast/Multicast Service)技术中，针对单点对多点传输业务所提出的从一个数据源向特定范围内的多个用户同时同频传送相同数据的组播服务，消除了单点对单点相同数据多次传输所造成的冗余，但是其仅能实现用户从单点到多点传输，不能进行多点到多点传输。美国《电子与电气工程师协会信息论汇刊》（IEEE Transaction on Information Theory，2000年第46卷第4期1204-1216页）中的《网络信息流》（Network Information Flow）一文所提出的网络编码技术，采取了由网络中的各中间节点对收到的各路信息进行线性或者非线性的叠加，然后转发给下游节点，在这里各中间节点扮演着编码器的角色进行编码。这种网络编码的方式虽然提高了网络吞吐量和带宽利用率，但是其完全针对网络本身而不是针对所传输的信息内容。

发明内容

本发明的目的是提出一种面向用户信息内容的信息延迟编码方法，以实现更高的传输资源利用效率和更大的传送能源节约能力。

本发明面向用户信息内容的信息延迟编码方法，其特征在于：利用信息延迟容忍度D_t来描述无线用户传送信息内容的时延特性，利用信息延迟矢量来描述无线网络中单个用户的时延特性和信息内容，利用信息时延矩阵来描述无线网络中各用户信息时延特征和信息内容，利用信息内容差异度d来描述无线用户所需传送信息内容之间的相似关系；设：当信息内容差异度d为1时表示两个信息完全不同，其为0时表示两个信息完全相同；依据用户信息延迟矩阵递推构造时延差异矩阵：在M个用户的无线小区网络中，最大时延约束设为N时，取第一个用户的信息延迟矢量作为参考，将其余用户信息延迟矢量与其按照时延约束计算信息差异度矢量，所有信息差异度矢量构成信息差异度矩阵，信息差异度矩阵中元素为0的相应信息项不再参与接下来的计算，即在后面运算所得差异子矩阵中该项始终为0；取第二个用户的不包含第一个延迟项的信息延迟矢量作为参考，将其与除去第一个用户后剩余用户的信息相比较，构造新的信息内容差异子矩阵，该子矩阵为0元素的相应项不再参与接下来的计算；再取第三个用户的不包含前两个延迟项的信息延迟矢量作为参考，将其与除去前两个用户后剩余用户的信息相比较，构造新的信息内容差异子矩阵，该子矩阵为0元素的相应项不再参与接下来的计算；依次递推进行下去，至最后将用户K的信息延迟矢量作为参考，与除去前K-1个用户和前K-1个时延项后剩余用户的信息内容进行比较，构造新的信息内容差异子矩阵，其中K取为用户数目减2（即M-2）、与最大时延约束减1（即N-1）二者中的较小值，即K＝min{M-2,N-1}；整个编码处理过程递推进行至用户K获取完整信息内容差异矩阵，最终传输差异矩阵中元素为1的项所对应的信息。

由于本发明面向用户信息内容的信息延迟编码方法是采取基于信息本身的相似性来进行编码，因此可以更为有效的压缩所需传输的信息量，在有限的资源和能源下，支持和容纳更多的用户，实现更高的传输资源利用效率和更大的传送能源效率。同时本发明面向用户信息内容的信息延迟编码方法充分考虑了用户信息的时延要求，因此可以保证信息时延约束；同时由于本发明方法中考虑了多用户间信息的相关性，因此可以应用在网络中多点到多点的数据传输。

具体实施方式

实施例1：

本实施例是在无线网络中考虑用户信息内容和时延要求时，采用本发明面向用户信息内容的信息延迟编码方法的一种具体举例说明实施过程。详细描述如下：