LTE系統(tǒng)視頻分層組播建模與優(yōu)化.pdf

1、近幾年，隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的速率得到大大提升，移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)也隨之興起。視頻流量的帶寬消耗大，傳輸?shù)闹貜?fù)性高，需要采取措施實(shí)現(xiàn)無線資源的有效利用以滿足視頻數(shù)據(jù)高帶寬和低延時(shí)的需求。LTE作為新一代移動(dòng)通信的領(lǐng)軍技術(shù)，已經(jīng)在全球快速展開商用，研究如何提高視頻在LTE網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率對(duì)運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商以及用戶而言都具有重要意義，事實(shí)上，對(duì)于一些場(chǎng)景，如移動(dòng)電視、直播等，向大量用戶傳輸同一份視頻數(shù)據(jù)，組播技術(shù)可以有效提高視頻

2、的傳輸效率。LTE的eMBMS擴(kuò)展對(duì)組播和廣播服務(wù)提供了支持。在LTE/eMBMS系統(tǒng)中，組播服務(wù)由于邊緣用戶的存在難以取得較好的效果。
　　本文結(jié)合可伸縮視頻編碼(SVC)與信道反饋信息，提出一個(gè)高效的分層組播方案。為基本層分配速率較低的調(diào)制編碼方法(MCS)，使得大部分用戶都可以收到基本層，得到基礎(chǔ)的視頻質(zhì)量;為增強(qiáng)層分配速率較高的MCS，使得信道條件好的用戶可以收到更多的層，配合基本層解碼得到較好的視頻質(zhì)量。主要的工作概括如

3、下:
　　詳細(xì)介紹了LTE/eMBMS系統(tǒng)分層組播架構(gòu)，對(duì)服務(wù)端、終端以及基站為支持分層組播服務(wù)而加入的新特性作了說明。服務(wù)端和終端主要需要添加SVC編解碼的支持，而基站則需要重新設(shè)計(jì)分層組播服務(wù)的資源分配策略。
　　為分層組播最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)即下行資源分配建立了數(shù)學(xué)模型，現(xiàn)有研究關(guān)于分層組播資源分配問題的解決方法基本都是基于確定性方法的，沒有考慮到無線信道的隨機(jī)性。本文將問題建模為隨機(jī)優(yōu)化模型，并用李雅普諾夫漂移和優(yōu)化理論對(duì)模

4、型進(jìn)行了求解。出于復(fù)雜度的考慮，單個(gè)組的資源分配算法通過最小化漂移加懲罰得到;為多個(gè)組場(chǎng)景設(shè)計(jì)了一個(gè)兩階段資源分配算法，第一階段為每個(gè)組預(yù)分配RBs，第二階段調(diào)用單個(gè)組的資源分配算法，整體復(fù)雜度較低。此外，為了提升系統(tǒng)的頻譜效率，對(duì)算法的MCS和RBs分配方案作了一些優(yōu)化。
　　在Matlab上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鏈路自適應(yīng)，下行調(diào)度器等模塊。對(duì)不同組播組數(shù)目和不同帶寬配置分別設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，與對(duì)比算法在視頻質(zhì)量和帶寬占用