1.一种用于异构网络分层组播层速率优化方法,其中异构网络的有向网络拓扑图用G(V,E,T,BS)表示,其中V表示网络中所有节点集合,E为所有网络链路集合,(u,v)表示u节点到v节点的有向链路,T为网络中所有用户节点集合, 网络中拥有|T|个接收用户,BS为基站, 为网络中继节点,并假定用户节点仅能接收信息,BS仅能发送信息,其特征在于,所述速率优化方法包括以下步骤:A.基站BS将视频流分层编码为L个分层;
B.在中继节点中采用网络编码法对步骤A得到的L个分层中的每个分层数据进行编码操作;
C.根据接收用户个数,采用N层速率分配NRAA算法,将异构网络的有向网络拓扑图G(V,E,T,BS)分解为N个传输子图,其中N=|T|,以每个分层的接收用户的剩余带宽的最小值作为分层速率,确保所有用户都能以最大带宽接收相应的分层编码包,求出各用户的实际带宽;
D.在步骤C中每个传输子图的确立过程中,调用链路复用带宽分配LRBA算法,为每个传输子图的接收用户分配链路带宽;LRBA算法实质是拥有最小带宽值的用户集合Tl′中所有用户将自身剩余带宽全部用来接收第l层编码包,具有较高剩余带宽值也即 的用户集合Tl″中用户,尽量多的重用其他接收用户的路径可以为更高分层编码包的接收预留更多资源;步骤D中LRBA算法中,Tl′中所有用户链路带宽全部用来接收该层数据,剩余带宽值较大的用户集合T″中用户与已经分配链路带宽的用户进行重用后,若用户Ui还需分配的带宽 依次选取包含最大节点度max(degu)的路径进行链路带宽的分配,其中节点u的度degu可以表示为节点u入度in degu与出度out degu之和减去1,也即degu=in degu+out degu-1;
E.采用基于插板法的用户簇L层速率分配PCLRAA算法,PCLRAA算法中分簇数目和信源分层编码的分层总数一致;L层机制下分层速率的求取和N层求取一样,都是以接收用户的剩余带宽的最小值作为分层速率,保证用户都能接收到该分层;根据用户实际带宽,引入用户分簇,采用插板算法,将N层合并为L个分层,求出最佳分簇,得出L层机制下吞吐量最大化的最优分层速率,以及各传输子图分配的链路带宽,完成异构网络分层组播层速率优化。
2.根据权利要求1所述的一种用于异构网络分层组播层速率优化方法,其特征在于:步骤A中,基站BS将视频流分层编码为L个分层采用MPEG-4标准中的精细可伸缩性视频编码FGSC编码技术,将图片分层编码为基础层和增强层次,利用基于分块运动补偿预测编码技术和DCT变换技术进行基础层编码,利用位平面编码技术对DCT残差进行增强层次编码。
3.根据权利要求1所述的一种用于异构网络分层组播层速率优化方法,其特征在于:步骤B中中继节点采用网络编码法具体为采用层内随机线性网络编码ILRLNC对接收到的分层编码包分别进行编码操作。
4.根据权利要求1所述的一种用于异构网络分层组播层速率优化方法,其特征在于:步骤C中的NRAA算法,具体步骤包括:
31.初始化G(V,E,T,BS),对于任意接收用户 初始化其实际接收速率BUi=0,链路(u,v)∈E带宽C(u,v);
32.初始化l=1以及分层总数N=|T|,第一个分层的接收用户为所有用户,也即Tl=T;
33.第l个分层的传输子图Gl(Vl,El,Tl,BS)的分层速率rl=0,l≤N;
34.第l个分层中的初始化用户序号i=1,对任意用户 进行如下操作:
341运行Edmonds-Karp算法,计算剩余最大流
342如果 将用户Ui从Tl中删除;
343更新i=i+1;
344如果i≤|Tl|,返回341;
35.如果 更新实际分层数N=l,NRAA算法结束;
36.更新第l层的分层速率 对任意用户 更新用户的实际
带宽
37.调用LRBA算法为第l层的链路带宽分配f′(u,v),求出传输子图
38.更新 链路的剩余带宽C(u,v)←C(u,v)-f′(u,v),更新l=l+1;
39.如果l≤N,更新Tl=Tl-1,返回33,否则算法结束。