未來移動通信系統(tǒng)中廣播組播的無線資源管理.pdf

1、隨著Internet的普及和通信技術的發(fā)展，為大量的用戶傳輸高速數(shù)據(jù)業(yè)務將是下一代移動通信系統(tǒng)的主要目標。在各類高速多媒體業(yè)務中，有一類業(yè)務需要將相同的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至多個接收用戶，例如移動電視、文件下載和區(qū)域新聞播報等；為了在多個用戶之間實現(xiàn)資源共享，提高移動網(wǎng)絡的整體容量，這類業(yè)務通常使用廣播組播模式進行傳輸。很多研究指出，靈活有效的無線資源管理在提高移動通信系統(tǒng)的頻譜效率、保證用戶之間的公平性以及保證業(yè)務的QoS要求等方面都起著至關

2、重要的作用。目前關于單播模式下的資源分配已經(jīng)有了廣泛深入的研究，但廣播組播模式下相應工作還遠未成熟。
　　 論文對理想廣播組播系統(tǒng)的資源分配問題進行了完整的建模，通過數(shù)學工具給出了次優(yōu)求解算法；對實際廣播組播系統(tǒng)的部署方式、鏈路自適應、資源調度、吞吐量與覆蓋率的折中以及控制和反饋開銷等方面問題，通過搭建完整的系統(tǒng)級仿真給出了評估和建議。現(xiàn)將本文的工作以及對應的主要結論總結如下：
　　 第2章討論了理想廣播組播系統(tǒng)的資源分

3、配。不同于傳統(tǒng)模型中用戶組的傳輸速率受限于組內信道條件最差的用戶，我們在模型中明確引入了臨界用戶的概念。論文討論的問題是在多載波OFDMA系統(tǒng)中基站發(fā)射功率受限以及小區(qū)內有多個用戶組的假定下，最大化用戶加權和速率。在問題求解中，我們針對無速率約束的模型提出了分步迭代優(yōu)化算法和基于PSO的功率分配搜索算法。仿真表明通過臨界用戶的配置，系統(tǒng)和速率與用戶公平性的折中可以得到實現(xiàn)。此外，論文還提出了考慮用戶組最小傳輸速率約束的分步迭代算法。

4、r>　　 第3章通過搭建功能強大的系統(tǒng)級仿真平臺，對LTE MBMS中的p-t-p（單播）、p-t-m（廣播）以及SFN（多小區(qū)聯(lián)合廣播）傳輸方式進行了性能評估和比較，其中特別給出了SFN的建模方法。論文分析了p-t-p方式下的自適應編碼調制以及混合反饋重傳在p-t-m方式下的應用，結果表明在相同覆蓋率的前提下，鏈路自適應顯著提高了業(yè)務的吞吐量。由于鏈路自適應增益是以用戶的上行反饋為代價的，論文還針對單小區(qū)自適應p-t-m方式提出了一

5、種降低反饋開銷的機制，以用戶G因子為參數(shù)選擇部分信道條件較差的用戶構成反饋用戶集，結果表明該機制幾乎不會造成吞吐量和覆蓋率的損失。
　　 第4章主要討論了LTE MBMS的資源分配和優(yōu)化。基于自適應p-t-m方式的資源管理框架，論文提出了一種最大化最小速率的頻域調度算法，以組內信道條件最差的用戶代表用戶組參與資源競爭。由于用戶信道質量指示反饋與實際信道的不同，在組內用戶數(shù)較多時只考慮一個最差用戶將無法帶來調度增益，針對該問題我們

6、做了算法改進。論文分析了組內用戶數(shù)、可用資源數(shù)以及用戶反饋精度對調度增益的影響。為了實現(xiàn)LTE MBMS中業(yè)務吞吐量和覆蓋率的折中，論文提出為用戶的G因子設定門限，G因子低于門限值的用戶的反饋將不會影響基站端的資源管理，從而以較小且可控的覆蓋率損失換取吞吐量顯著提高。論文進一步提出將限制G因子機制與頻域調度聯(lián)合使用，分析證明了調度增益是業(yè)務等效G因子的增函數(shù)，通過仿真驗證了限制G因子機制與頻域調度可以相互促進，極大提高單小區(qū)自適應p-t

7、-m傳輸?shù)男阅堋?br>　　 第5章討論了LTE中的控制信道，總結了控制信道在系統(tǒng)級上的建模以及對應的鏈路自適應算法，并提出了基于OLLA控制因子調整控制信道性能的方法。論文分析了不同傳輸方式的控制信令開銷及其對數(shù)據(jù)傳輸吞吐量的影響，提出了在相同控制信道性能的條件下對多種傳輸方式進行性能比較的原則，并對LTE MBMS的各種傳輸方式重新進行了評估，引出了廣播組播傳輸中資源管理增益與控制開銷的折中問題。
　　 綜上所述，論文的研