基于QoE的无线网络优化与设计

发布时间：2017-05-04 12:05

  本文关键词：基于QoE的无线网络优化与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信系统和移动互联网业务的迅速发展,用户对多媒体业务的需求不断增强,无线通信网络的优化和设计也面临着新的挑战。一直以来,无线网络优化的主要目标是服务质量(Quality of Service, QoS),即一些客观技术指标,如时延、抖动、吞吐量、丢包率等。但是,这些技术指标无法直接表示用户对某项业务的主观感受。因此,国际电联小组提出了用户体验质量(Quality of Experience, QoE)这一概念,它被定义为用户对业务的主观满意度。QoE综合了影响业务性能的多项QoS指标,可以统一评价多种多媒体业务的用户体验。无线网络优化的最终目标是要提供满意的用户体验。因此,探索基于用户体验的无线网络优化与设计机制,具有重要的研究意义与实践价值。 本文研究的重点是,在无线云场景下如何进行合理的无线资源分配与调度,以提高系统的资源利用率以及用户的业务体验满意度。本文首先介绍了无线网路优化的研究现状,并引入了用户体验的概念。紧接着,论文介绍了影响QoE的主要因素(客观QoS因素和用户主观因素)、QoE的量化方法(平均打分评价指标)、QoE评价方法(主观质量评价、客观质量评价和伪主观质量评价)、QoE评价模型(样本数据采集、数据分析处理和模型合理性验证)。其中,重点介绍了语音、视频、文件下载、网页浏览四类业务的QoE模型。同时,论文还从资源分配、资源调度、网络接入选择与网络接入控制四个方面分析了基于QoE的无线网络优化现状。 本文针对时延敏感的无线云业务提出了一种基于QoE的无线资源调度方案。论文首先研究了影响无线云业务的主要QoS因素,并分析了QoS-QoE映射模型。该方案将无线云业务建模为交互式业务,综合了系统的信道状态和业务队列状态,实现上下行联合调度,改善了在时变信道下无线云业务的时延性能指标,从而提高了用户的主观体验。论文采用了马尔科夫决策过程进行建模。在模型求解的过程中,系统状态空间爆炸,难以用传统值迭代或策略迭代的方法直接求解。因此,为了减小系统的状态空间,论文采用了随机学习优化算法对模型进行了适当转化。最后,通过仿真验证了调度算法能够改善无线云业务的用户体验性能。 本文又进一步探究了如何在车联网与无线云结合的场景下,通过合理的资源分配决策方案来优化车云网的性能,以提高网络中车辆用户的业务体验满意度。论文首先构建了车云网架构：车云网由本地车辆和远端云共同组成。本地车联网中每一个车辆都是一个有效的资源,所有车辆共享资源。当系统中有服务请求到达时,系统需要作出相应的资源分配决策,是在车辆网中分配一定的资源还是将请求传送到远端云处理。论文将整个资源调度过程建模成马尔科夫决策过程,并通过求解Bellman方程获得最优解,即在不同的系统状态下应该采取怎样的调度策略。与传统的贪婪算法相比,该调度算法可以有效提高用户平均业务体验性能。
【关键词】：无线通信网络 用户体验 资源分配 资源调度 性能优化
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 无线通信系统的发展10-11
• 1.2 用户体验11-12
• 1.3 研究现状12-14
• 1.4 论文的主要研究方向14
• 1.5 论文研究思路和内容安排14-16
• 第二章 QoE及无线网络优化综述16-29
• 2.1 用户体验质量16-24
• 2.1.1 QoE定义16
• 2.1.2 QoE的主要影响因素16-18
• 2.1.3 QoE的量化方法18-19
• 2.1.4 QoE评价方法19-20
• 2.1.5 QoE评价模型20-24
• 2.2 无线网络优化研究24-28
• 2.2.1 无线资源调度研究24-25
• 2.2.2 无线资源分配研究25-26
• 2.2.3 无线网络接入选择研究26-27
• 2.2.4 无线网络接入控制研究27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 基于QoE的无线云业务资源调度研究29-43
• 3.1 基于QoE的上下行联合资源调度算法31-38
• 3.1.1 系统模型31-34
• 3.1.2 MDP建模34-36
• 3.1.3 随机学习简化算法36-38
• 3.2 算法性能分析与评估38-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 基于QoE的无线车云网资源分配研究43-57
• 4.1 基于QoE的车云网资源分配算法43-52
• 4.1.1 系统场景43-45
• 4.1.2 MDP建模45-50
• 4.1.3 MDP求解50-52
• 4.2 算法性能分析与评估52-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第五章 总结与展望57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 攻读学位期间发表或已录用的学术论文65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 王红梅;;移动互联网现状与趋势浅析[J];电信科学;2011年S1期

2 刘敏;李波;屈桥;闫中江;;HSDPA系统中一种感知用户终端缓存状态的QoE保障调度算法[J];电子设计工程;2012年23期

3 林闯;胡杰;孔祥震;;用户体验质量(QoE)的模型与评价方法综述[J];计算机学报;2012年01期

4 兰琨;舒琴;;TD-LTE中基于QoE的资源调度机制研究[J];信息通信;2013年09期

5 郑侃;张月莹;王文博;;浅析无线网络的用户体验质量建模及性能优化[J];信息通信技术;2012年03期

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本文编号：345020