带有用户属性感知的D2D视频分发策略研究

发布时间：2020-08-29 09:54

　　随着移动用户数量以及无线多媒体应用的迅速增长,有限的频谱资源及日益增长的业务需求已经成为移动通信中面临的主要问题。为应对持续增长的移动数据需求,第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partner Project,3GPP)定义了终端直接通信技术(Device-to-Device,D2D),该技术使得物理位置邻近的终端可以在近距离范围内直接进行数据传输,而不需要经过基站转发,从而能够极大程度地减轻基站负载、提高频谱资源利用效率及网络吞吐量。然而,用户之间的数据共享将会带来额外的能量开销,用户的个体理性使得其参与意愿降低,最终限制了数据的分发效率。首先,文中介绍了D2D通信的基本概念、特点及典型应用场景,并对当前的研究热点进行了简要分析。其次,重点描述了基于D2D通信的视频分发机制,深入分析了现有分发机制的特点并对其进行了归纳总结。其次,文中提出一种带有用户属性感知的D2D视频分发策略。根据用户兴趣相似程度分布式地建立虚拟社区,并采用基于网格的分簇方法对用户的位置进行划分,以便能够有效利用用户之间建立的临时链路将部分核心网功能转移至网络边缘。此外,利用可伸缩视频编码技术,并以能耗为约束,将用户社会属性与视频码流特性以及用户设备能力相匹配,为视频传输提供一定的可靠性和自由度。仿真结果表明,所提机制能够有效降低基站负载,并且能够显著提高视频分发的灵活性。再次,文中提出一种以用户为中心的视频分发策略,该策略允许移动用户之间以协作的方式共享缓存。具体地,为了能够在蜂窝网络中提供具有体验质量(Quality of Experience,QoE)保证的视频流服务,所提策略综合考虑了用户偏好、用户共享意愿、用户位置分布以及用户对QoE的需求。基于此,推导出用户之间成功传输视频的概率,从而为服务使用者动态配置服务集。随后,基站将所需视频推送至服务集,并由服务集内服务提供者以“多对一”的方式将视频传输至服务使用者。仿真结果表明,所提机制不仅能够改善用户体验,而且能够有效降低基站侧的数据流量。最后,对全文的研究工作进行了总结,并对后续的研究方向进行了展望。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

通信模型,蜂窝网络,基站

庆邮电大学硕士学位论文第 1 章场景一：蜂窝网络控制下的 D2D 通信，图中红色虚线区域所示；在该场景中双方均位于基站覆盖区域，并在基站的控制下建立 D2D 通信链路，完成无线资管理与分配；场景二：蜂窝网络辅助控制下的 D2D 通信，图中紫色虚线区域所示；在该通信双方分别位于基站覆盖区域的两侧。相比于场景一，基站只需控制 D2D 通路的建立，而不需要对无线资源进行调度；场景三：不受蜂窝网络控制的 D2D 通信，图中蓝色虚线区域所示；在该场有基站均不可用，即蜂窝网络处于“瘫痪”状态，此时用户终端之间可通过多方式进行通信或接入网络。

应用场

4图 1.2 D2D 通信的应用场景共安全服务 D2D 通信的公共安全服务是指当无线通信基础设施损坏，或者用，能够通过 D2D 技术在端到端之间建立临时通信链路，以保证用信或接入到蜂窝网络[10]。例如，当由于发生地质灾害而导致基础引入 D2D 技术能够有效解决通信问题，从而为灾后救援工作提业应用应用分为本地通信和中继通信。其中，本地通信是指用户面的业核心网络而能够直接在本地传输，其应用场景包括：载网络。未来车联网面临高速率、低时延、高可靠性以及大量一系列要求，传统的车联网采用专用短程通信技术(Dedicated S

发现机制

蜂窝网络中的 D2D 通信作为第五代移动通信的关键技术之一受到国内外工业界的广泛关注，近期关于 D2D 通信的研究工作主要集中在几个方面发现、资源管理、缓存网络[12]、边缘计算、D2D-MIMO 等方面。1. D2D设备发现设备发现是进行 D2D 通信的前提条件，也是用户之间相互感知及识别的频段的设备发现包含用户自主发现和基站辅助发现两种形式。其中，自主在发现和识别过程中不需要基站等中心节点的参与，设备间通过发送探测感知潜在通信目标。辅助发现是指发现过程需要基站进行控制与协助，即发现请求时，基站通过定位技术快速获取到请求设备周边其他设备的地理，并将该信息及相应设备 ID 告知请求设备，从而完成发现过程。3GPP 定自主发现机制，分别为“我在这里”和“谁在那里”，如图 1.3 所示。

【参考文献】