[发明专利]基于毫米波的分级视频传输方法

说明书

本发明公开一种基于毫米波的分级视频传输方法，包括：步骤1，根据用户传输的导频信息获取毫米波信道信息；步骤2，将用户所需的视频进行SVC视频编码；步骤3，将原始信号矩阵进行预编码，预编码后的信号经过离散透镜天线阵列进行波束成形，根据传输速率的贡献选择波束作为承载发射信号的波束；步骤4，对基站覆盖范围内的用户进行发射视频的功率分配和分级视频的层数分配。本发明所述基于毫米波的分级视频传输方法，通过选取了对系统的信息传输速率影响最大的波束的集合，从而减少了系统中需要的射频链路，降低了系统的功耗和成本。

技术领域

本发明涉及无线通信传输技术领域，具体涉及一种基于毫米波的分级视频传输方法。

背景技术

通常将30～300GHz的频域(波长为1～10毫米)的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点，随着社会经济不断发展，智能手机等用户设备数量呈现指数型增长，需要传输的数据量越来越大，然而现有低频段十分拥挤，用户之间干扰严重，未来无线通信势必向着毫米波频段开发新的频带，毫米波通信具有充裕的频带资源，系统带宽可达500MHz甚至高达2GHz，可以支持很高的通信传输速率；另外，大规模多输入多输出(Massive Multiple Input Multiple Output,Massive MIMO)技术至少需要部署成千上万根天线，经常受到有限空间的制约，而毫米波的波长在1-10毫米之间，天线尺寸与波长成正比，在相同物理空间内，毫米波可以支持更多的天线元件，这使得Massive MIMO技术在毫米波频段得到实现，并且，在相同天线尺寸下，毫米波可以形成更窄的波束，使得波束的指向性更强。

由于在无线通信中需要传输的多媒体内容增多，而且信道环境受到终端、网络类型等多重因素影响不断变化，同时确保信道容量和维持服务质量变得越来越具有挑战性，而可分级视频编码(Scalable Video Code,SVC)的出现可以很好的解决这一问题，SVC在时间、空间或频率上对视频进行分级，分为一个基础层和一个或多个增强层，不同的层数的组合可以对应不同质量的视频版本，因此，可以根据信道的实时状况选择适当的视频层数，当信道容量低时可以选择只传输基础层；当信道容量变大时，传输增强层以提高视频的质量，以此得到自适应性，分级视频由于其灵活性和自适应性，在移动通信的多媒体服务中得到了广泛的应用。

在传统毫米波MIMO系统中，一根天线需要配置一条射频链，发射机需要大量的射频链，导致硬件成本高，电路能耗高，因此引入了透镜天线阵，透镜天线阵就像一个模拟波束形成器，它可以将信号从空间域转换到波束域，透镜天线可以形成很窄的波束，获得较高的天线增益和指向性，而性能损失可以忽略不计，并且毫米波信道具有稀疏性，在透镜天线系统中每个波束代表一个天线，因此只需少量的天线就可以达到传统毫米波Massive MIMO系统的性能，从而可以显著地减少射频链的数量，从而降低系统的功耗和成本。

在波束选择时，性能最好的算法是穷举法，但是复杂度太高，但是目前波束选择方案的算法迭代中首先存在着矩阵求逆操作，算法复杂度比较高，因此考虑一种既性能好且复杂度低的波束选择算法亟待解决，其次是在制定功率分配方案时，基站没有考虑到用户对视频质量的个体需求差异，比如说某些用户可能需要更高的视频质量，因此当基站给用户发送视频时，综合考虑一种既能降低系统功耗又能考虑用户个体差异的功率分配方案。

基于现有技术存在的如上技术问题，本发明一种基于毫米波的分级视频传输方法。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种基于毫米波的分级视频传输方法。

本发明所述基于毫米波的分级视频传输方法，包括：

步骤1，根据用户传输的导频信息获取毫米波信道信息；

步骤2，将用户所需的视频进行SVC视频编码，归一化之后形成原始信号矩阵如下式(1)：

上式(1)中，表示矩阵s是K行1列的复矩阵；