无线视频传输的调制与功率控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种无线视频传输的调制与功率控制方法及装置，所述无线视频传输的调制与功率控制方法包括：根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算最低能耗的调制级数ｂｏｐｔ，ｂｏｐｔ是使射频前端的发射能耗Ｅｔｒａｎｓ取得最低能耗的调制级数；根据所述最低能耗的调制级数选择合适的调制级数进行调制；根据选择的调制级数和发送端与接收端之间的距离计算截止阈值ｈ０，ｈ０是判断是否进行发射功率补偿的信道衰落截止阈值；根据所述截止阈值ｈ０和信道衰落值调整发射功率。本发明专利技术通过实时考虑信道信息、视频流码率变化及接收端数据缓冲区空闲状况，实时调整调制方式与发射信号功率，进而在保证信号传输可靠性和视频播放连续性的条件下，大大降低了视频传输的功耗。

Modulation and power control method and device for wireless video transmission

Modulation and power control method and apparatus of the present invention relates to a wireless video transmission, including the wireless video transmission modulation and power control method: according to the channel between the transmitter and the receiver of the fading value bopt and modulation level distance calculation the minimum energy consumption, the energy consumption is bopt modulated emission series Etrans RF front-end has the lowest energy consumption; the lowest energy consumption according to the modulation order selection of modulation series suitable for modulation; according to the cut-off threshold of H0 calculation between the modulation order and the sending end and the receiving end of the selected distance, H0 is judged to be not transmit power compensation channel fading cut-off threshold; according to the cut-off threshold H0 and channel fading value adjustment transmit power. The present invention by considering channel information, real-time video streaming rate changes and receiving data buffer idle status, adjust the modulation and signal transmitting power, and in ensuring the signal transmission reliability and video playback continuity conditions, greatly reduces the power consumption of video transmission.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线视频传输的调制与功率控制方法，还涉及一种无线视频传输的自适应调制与功率控制装置。
技术介绍
随着无线多媒体服务的飞速发展，它将面对两个主要障碍，即传输带宽和电池的续航时间的限制。目前低功耗视频传输的方案都是从信源与信道编码入手，然而根据M.Srivatsava在《Power-aware Communication Systems》书中的分析，无线通信系统总能耗的75％是由射频前端贡献的，因此对信源与信道编码的能耗进行优化并不能解决低功耗传输的根本问题。 自适应调制(Adaptive Modulation)与功率控制(Power Adaptation)可根据信道状况实时调整传输参数，它的基本思想是，在不牺牲系统传输性能如误码率为代价的前提下，根据信道通信质量，通过单独改变调制方式、发射信号功率，或者是综合改变上述的两种参数，在有利的信道条件下，获得较大的吞吐量，在信道质量下降时，相应地降低传输速率，最终达到提高通信带宽的目的。传统的自适应调制与功率控制方案存在两大问题 一是都从在限定功耗条件下获取最大信道容量的角度进行设计，而没有从保证传输质量的条件下尽量降低传输功耗的角度进行设计。传统的无线通信技术所提供的信道容量已经能够满足视频传输的要求，然而视频传输的高功耗越来越成为突出的问题。 二是没有考虑视频流码率的变化以及传输过程中接收端数据缓冲区空闲状况。如果不考虑缓冲区的状况采用过高的传输速率，将导致缓冲区溢出造成数据的重传；如果不考虑视频流码率的变化而选择过低的传输速率，将导致视频播放不连续。专利技术内容 为了解决视频传输的高功耗的问题，有必要提供一种无线视频传输的调制与功率控制方法。 一种无线视频传输的调制与功率控制方法，包括如下步骤根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算最低能耗的调制级数bopt，bopt是使射频前端的发射能耗Etrans取得最低能耗的调制级数；根据所述最低能耗的调制级数选择合适的调制级数进行调制；根据选择的调制级数和发送端与接收端之间的距离计算截止阈值h0，h0是判断是否进行发射功率补偿的信道衰落截止阈值；根据所述截止阈值h0和信道衰落值调整发射功率。 优选的，所述根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算最低能耗的调制级数bopt包括计算接收功率Pr；根据Pr计算功率放大器消耗的功率PPA；根据PPA计算射频前端的发射能耗Etrans；计算出使Etrans取得最低能耗的调制级数bopt，bopt是发送端与接收端之间的信道衰落值和距离的函数。 优选的，所述选择合适的调制级数进行调制包括若bopt能保证视频播放的连续性且不会造成接收端的缓冲区溢出，则选择bopt进行调制；若bopt过低，导致接收端视频播放不连续，则采用能够满足视频播放连续性的调制级数中最小的进行调制；若bopt过高，导致接收端的缓冲区溢出，则采用能够保证缓冲区不会溢出的调制级数中最小的进行调制。 优选的，所述根据选择的调制级数和发送端与接收端之间的距离计算截止阈值h0包括计算射频前端总能耗的数学期望Etotal；计算时h0的值。 优选的，所述调整发射功率是当信道衰落值小于h0时，将发送端暂停工作；否则将发射功率调整为能使接收功率保持恒定的值。 优选的，所述计算最低能耗的调制级数和选择合适的调制级数进行调制是每间隔一个固定的时间T1进行一次。 优选的，所述计算截止阈值h0和调整发射功率是每间隔一个固定的时间T2进行一次。 优选的，T2＜T1。 优选的，T1为视频流的帧周期，T2为每帧视频数据中每个数据包的周期。 还有必要提供一种无线视频传输的调制与功率控制装置。 一种无线视频传输的调制与功率控制装置，包括调制模块和功率放大器，所述无线视频传输的调制与功率控制装置的发送端包括低功耗单元，所述低功耗单元包括自适应调制模块和功率控制模块，所述自适应调制模块包括最低能耗调制级数计算模块和调制级数选择模块，所述功率控制模块包括截止阈值计算模块和发射功率调整模块；所述最低能耗调制级数计算模块用于计算使射频前端的发射能耗Etrans取得最低能耗的调制级数bopt，并传输给调制级数选择模块；所述调制级数选择模块判断并控制调制模块选择合适的调制级数进行调制；所述截止阈值计算模块接收调制级数选择模块选择的调制级数，并计算用于判断是否进行发射功率补偿的信道衰落截止阈值h0，并将计算出的h0传输给发射功率调整模块；所述发射功率调整模块判断当前信道的衰落值h是否小于h0，若是则控制功率放大器暂停工作，否则调整功率放大器，对发射功率进行补偿，以使接收功率保持不变。 优选的，所述最低能耗调制级数计算模块根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算所述调制级数bopt，所述最低能耗调制级数计算模块的计算过程为计算接收功率Pr；根据Pr计算功率放大器消耗的功率PPA；根据PPA计算射频前端的发射能耗Etrans；计算出使Etrans取得最低能耗的调制级数bopt，bopt是发送端与接收端之间的信道衰落值和距离的函数。 优选的，所述调制级数选择模块判断并控制调制模块选择合适的调制级数进行调制具体为若bopt能保证视频播放的连续性且不会造成接收端的缓冲区溢出，则选择bopt进行调制；若bopt过低，导致接收端视频播放不连续，则采用能够满足视频播放连续性的调制级数中最小的进行调制；若bopt过高，导致接收端的缓冲区溢出，则采用能够保证缓冲区不会溢出的调制级数中最小的进行调制。 上述无线视频传输的调制与功率控制方法及装置通过实时考虑信道信息(包括传输距离、信道衰落值)，调整调制方式与发射信号功率，在保证信号传输可靠性和视频播放连续性的条件下，大大降低了视频传输的功耗。附图说明 图1是无线视频传输的调制与功率控制方法的工作流程图。 图2是无线视频传输的自适应调制与功率控制装置在发送端所处的位置的示意图。 图3是低功耗单元的示意图。具体实施方式 图1是无线视频传输的调制与功率控制方法的工作流程图。无线视频传输的调制与功率控制方法首先根据当前的信道状况，计算出最低能耗的调制级数bopt，然后判断采用bopt是否会造成接收端数据缓冲区溢出或播放不连续。如果是，那么相应地调整调制级数；反之，则采用bopt进行调制。调制级数在确定之后将在周期T1内保持不变。接下来计算截止阈值h0，这是因为信道状况是不断变化的，为了保证通信质量与节约功耗，需要对发射功率进行自适应调整。如果信道状况变好，那么将降低发射功率；如果信道状况变差，那么将增加发射功率。但是随着信道状况不断变差，从节约能耗的角度来看，不能无限度增加发射功率。因此在信道衰落值低于某一阈值h0时发送端将暂停工作。截止阈值h0在确定之后将在周期T2内保持不变，且T2＜T1。也就是每隔T2将进行一次计算h0并调整功率的循环；每隔T1将进行一次计算bopt并调整调制级数的循环。设定T2＜T1是因为频繁的调整调制级数将造成调制级数切换能量的大幅度提高，无益于降低能耗。 在此我们以一个具体的实施方式来对无线视频传输的调制与功率控制方法进行清楚、完整的描述。该实施方式采用点对点正交幅度调制(QAM)通信系统、A类功率放大器、瑞利(Rayleigh)信道、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线视频传输的调制与功率控制方法，包括如下步骤：根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算最低能耗的调制级数ｂ↓［ｏｐｔ］，ｂ↓［ｏｐｔ］是使射频前端的发射能耗Ｅ↓［ｔｒａｎｓ］取得最低能耗的调制级数；根据所述最低能耗的调制级数选择合适的调制级数进行调制；根据选择的调制级数和发送端与接收端之间的距离计算截止阈值ｈ↓［０］，ｈ↓［０］是判断是否进行发射功率补偿的信道衰落截止阈值；根据所述截止阈值ｈ↓［０］和信道衰落值调整发射功率。

【技术特征摘要】
1.一种无线视频传输的调制与功率控制方法，包括如下步骤根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算最低能耗的调制级数bopt，bopt是使射频前端的发射能耗Etrans取得最低能耗的调制级数；根据所述最低能耗的调制级数选择合适的调制级数进行调制；根据选择的调制级数和发送端与接收端之间的距离计算截止阈值h0，h0是判断是否进行发射功率补偿的信道衰落截止阈值；根据所述截止阈值h0和信道衰落值调整发射功率。2.根据权利要求1所述的无线视频传输的调制与功率控制方法，其特征在于，所述根据发送端与接收端之间的信道衰落值与距离计算最低能耗的调制级数bopt包括计算接收功率Pr；根据Pr计算功率放大器消耗的功率PPA；根据PPA计算射频前端的发射能耗Etrans；计算出使Etrans取得最低能耗的调制级数bopt，bopt是发送端与接收端之间的信道衰落值和距离的函数。3.根据权利要求1或2所述的无线视频传输的调制与功率控制方法，其特征在于，所述选择合适的调制级数进行调制包括若bopt能保证视频播放的连续性且不会造成接收端的缓冲区溢出，则选择bopt进行调制；若bopt过低，导致接收端视频播放不连续，则采用能够满足视频播放连续性的调制级数中最小的进行调制；若bopt过高，导致接收端的缓冲区溢出，则采用能够保证缓冲区不会溢出的调制级数中最小的进行调制。4.根据权利要求3所述的无线视频传输的调制与功率控制方法，其特征在于，所述根据选择的调制级数和发送端与接收端之间的距离计算截止阈值h0包括计算射频前端总能耗的数学期望Etotal；计算时h0的值。5.根据权利要求1所述的无线视频传输的调制与功率控制方法，其特征在于，所述调整发射功率是当信道衰落值小于h0时，将发送端暂停工作；否则将发射功率调整为能使接收功率保持恒定的值。6.根据权利要求1所述的无线视频传输的调制与功率控制方法，其特征在于，所述计算最低能耗的调制级数和选择合适的调制级数进行调制是每间隔一个固定的时间T1进行一次。7.根据权利要求6所述的无线视频传输的调制与功率控制方法，其特征在于，所述计算截止阈值h0和调整发射功率是每间隔一个固定的时间T2进行一次。8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔登宇，李烨，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]