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，移動網(wǎng)絡(luò)的速率得到大大提升，移動視頻業(yè)務(wù)也隨之興起。視頻流量的帶寬消耗大，傳輸?shù)闹貜托愿?，需要采取措施實現(xiàn)無線資源的有效利用以滿足視頻數(shù)據(jù)高帶寬和低延時的需求。LTE作為新一代移動通信的領(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)中的傳輸效率對運營商、服務(wù)提供商以及用戶而言都具有重要意義，事實上，對于一些場景，如移動電視、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擴展對組播和廣播服務(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:
　　詳細介紹了LTE/eMBMS系統(tǒng)分層組播架構(gòu)，對服務(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性。本文將問題建模為隨機優(yōu)化模型，并用李雅普諾夫漂移和優(yōu)化理論對模

4、型進行了求解。出于復雜度的考慮，單個組的資源分配算法通過最小化漂移加懲罰得到;為多個組場景設(shè)計了一個兩階段資源分配算法，第一階段為每個組預分配RBs，第二階段調(diào)用單個組的資源分配算法，整體復雜度較低。此外，為了提升系統(tǒng)的頻譜效率，對算法的MCS和RBs分配方案作了一些優(yōu)化。
　　在Matlab上實現(xiàn)了一個仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)了鏈路自適應(yīng)，下行調(diào)度器等模塊。對不同組播組數(shù)目和不同帶寬配置分別設(shè)計并進行了實驗，與對比算法在視頻質(zhì)量和帶寬占用