LTE系统视频分层组播建模与优化
发布时间：2020-08-09 07:51
【摘要】：近几年,随着无线通信技术的快速发展,移动网络的速率得到大大提升,移动视频业务也随之兴起。视频流量的带宽消耗大,传输的重复性高,需要采取措施实现无线资源的有效利用以满足视频数据高带宽和低延时的需求。LTE作为新一代移动通信的领军技术,已经在全球快速展开商用,研究如何提高视频在LTE网络中的传输效率对运营商、服务提供商以及用户而言都具有重要意义,事实上,对于一些场景,如移动电视、直播等,向大量用户传输同一份视频数据,组播技术可以有效提高视频的传输效率。LTE的eMBMS扩展对组播和广播服务提供了支持。在LTE/eMBMS系统中,组播服务由于边缘用户的存在难以取得较好的效果。本文结合可伸缩视频编码(SVC)与信道反馈信息,提出一个高效的分层组播方案。为基本层分配速率较低的调制编码方法(MCS),使得大部分用户都可以收到基本层,得到基础的视频质量;为增强层分配速率较高的MCS,使得信道条件好的用户可以收到更多的层,配合基本层解码得到较好的视频质量。主要的工作概括如下:详细介绍了 LTE/eMBMS系统分层组播架构,对服务端、终端以及基站为支持分层组播服务而加入的新特性作了说明。服务端和终端主要需要添加SVC编解码的支持,而基站则需要重新设计分层组播服务的资源分配策略。为分层组播最关键的环节即下行资源分配建立了数学模型,现有研究关于分层组播资源分配问题的解决方法基本都是基于确定性方法的,没有考虑到无线信道的随机性。本文将问题建模为随机优化模型,并用李雅普诺夫漂移和优化理论对模型进行了求解。出于复杂度的考虑,单个组的资源分配算法通过最小化漂移加惩罚得到;为多个组场景设计了一个两阶段资源分配算法,第一阶段为每个组预分配RBs,第二阶段调用单个组的资源分配算法,整体复杂度较低。此外,为了提升系统的频谱效率,对算法的MCS和RBs分配方案作了一些优化。在Matlab上实现了一个仿真系统,实现了链路自适应,下行调度器等模块。对不同组播组数目和不同带宽配置分别设计并进行了实验,与对比算法在视频质量和带宽占用上进行了比较。实验结果表明本文提出的算法在相同带宽占用的情形下可以提供更高的视频质量,为用户提供更好的服务。此外,设计了参数灵敏度实验。实验结果表明可以调节参数来权衡带宽占用和视频质量。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：
量大幅增长，尤其是视频业务。根据思科提供的一份白皮书［１］，预计到２０２１年，逡逑全球每月产生的移动数据流量将达到惊人的４９ＥＢ，其中，视频业务产生的流量逡逑所占的比重超过七成，如图１．１所示。尽管今天的移动网络提供的带宽已经很大，逡逑但如此大的数据量对今天的移动网络架构来说仍然是一个巨大的挑战，如果不逡逑想办法应对，可能在不久的将来就会出现移动网络带宽无法满足用户需求的情逡逑况。对于移动网络运营商而言，单单靠网络扩容和设备升级来应对日益增长的带逡逑宽需求，所要花费的代价是巨大的，因此，从问题的本身出发，研究视频流量本逡逑身的特点，优化视频流量的传输方式，从而减少视频流量传输的网络带宽占用，逡逑对运营商来说具有重要的经济意义，对于广大用户和服务提供商而言，也能改善逡逑服务的质量。逡逑２０１６－２０２１年按应用类型划分的移动数据流量逡逑６０逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逡逑——视频逡逑月逦网页、ｖ0ｉｐ等逡逑５０邋＿邋ＩＫ％湖音频逦￣逡逑ｉ逦ｌｉｉ邋分享逡逑４0邋－逡逑３０逦＾邋Ｉ逡逑Ｗｍｉ邋ｆｅ；＇：m桢义希玻埃保跺危玻埃保峰危玻埃保稿危玻埃保瑰危玻埃玻板危玻埃玻卞义贤迹保卞澹玻埃保吨粒玻埃玻蹦暌贫萘髁吭げ忮义嫌捎谑悠当旧硎萘看蟮奶氐阋约坝没Ф允悠的谌菪枨蟮脑龀ぃ悠盗
本文编号：2786830
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：
量大幅增长，尤其是视频业务。根据思科提供的一份白皮书［１］，预计到２０２１年，逡逑全球每月产生的移动数据流量将达到惊人的４９ＥＢ，其中，视频业务产生的流量逡逑所占的比重超过七成，如图１．１所示。尽管今天的移动网络提供的带宽已经很大，逡逑但如此大的数据量对今天的移动网络架构来说仍然是一个巨大的挑战，如果不逡逑想办法应对，可能在不久的将来就会出现移动网络带宽无法满足用户需求的情逡逑况。对于移动网络运营商而言，单单靠网络扩容和设备升级来应对日益增长的带逡逑宽需求，所要花费的代价是巨大的，因此，从问题的本身出发，研究视频流量本逡逑身的特点，优化视频流量的传输方式，从而减少视频流量传输的网络带宽占用，逡逑对运营商来说具有重要的经济意义，对于广大用户和服务提供商而言，也能改善逡逑服务的质量。逡逑２０１６－２０２１年按应用类型划分的移动数据流量逡逑６０逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逡逑——视频逡逑月逦网页、ｖ0ｉｐ等逡逑５０邋＿邋ＩＫ％湖音频逦￣逡逑ｉ逦ｌｉｉ邋分享逡逑４0邋－逡逑３０逦＾邋Ｉ逡逑Ｗｍｉ邋ｆｅ；＇：m桢义希玻埃保跺危玻埃保峰危玻埃保稿危玻埃保瑰危玻埃玻板危玻埃玻卞义贤迹保卞澹玻埃保吨粒玻埃玻蹦暌贫萘髁吭げ忮义嫌捎谑悠当旧硎萘看蟮奶氐阋约坝没Ф允悠的谌菪枨蟮脑龀ぃ悠盗
本文编号：2786830
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