异构蜂窝网络的内容分发技术研究

发布时间：2020-11-14 23:39

　　 现如今,人们对于数据业务的需求逐渐增大,从最初的网页浏览向视频等大文件业务需求转化,同时对于移动过程中上网的用户体验提出更高的要求,这给未来蜂窝网络的设计带来更大的挑战。D2D通信作为未来移动通信网络的一项关键技术,在不需额外增加基站部署,且无需额外部署新的频谱资源的情况下,可以使得系统容量得到进一步的提升。为此,我们研究D2D通信方式下的内容分发技术。本文首先研究了用户处于移动场景下的新型内容分发机制,然后研究了具有有限生命期业务的内容分发问题。采用D2D通信方式进行内容分发,使得临近的用户间可以直接传输数据,而无需基站进行转发。在用户处于静止状态时,这种数据传输方式可以很好的工作。但当用户处于移动状态时,若用户间的间隔距离超出D2D通信的传输范围,数据传输将中断,内容将传输不完整。由于用户运动轨迹的不确定性,因用户移动而造成的数据传输失败的概率很大。针对此问题,本文基于3GPP协议,提出了多个用户同时帮助一个用户进行内容分传输的方法,并给出了协议支持下的具体的传输方案。采用本文的传输方案,不仅能够利用D2D通信直传有效缓解基站业务压力的优势,还能保证用户处于移动过程中内容的完整接收。另外,本文还研究了具有有限生命期业务的分发传输过程。基站首先通过多播的方式将内容发送给一部分用户;然后,收到内容的用户再通过D2D多播的方式在内容的有效期内进一步传输给其他的用户。D2D多播的引入使得系统的吞吐量得以提升。我们从理论的角度分析,以获得这种分发方式下的系统容量为目标。本文将该问题建模成带有约束条件的线性规划模型,并分情况讨论了基站采用单一速率分发内容和采用可变速率分发内容的情况。针对不同的情况,我们分别采用马尔可夫决策理论中的不同的算法,分别得出了系统的最优调度策略。另外,针对算法复杂度高的问题,我们进一步提出了一种次优的低复杂度算法。仿真表明,提出的基于马尔可夫决策的调度策略相比现有调度机制可有效提升系统吞吐量。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TN929.5
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 异构蜂窝网络概述
    1.2 内容分发技术的发展
        1.2.1 第一代内容分发演进—基于缓存辅助
        1.2.2 第二代内容分发演进—局域自治
        1.2.3 第三代内容分发演进-对等网络辅助
    1.3 论文的研究背景
    1.4 论文的研究内容
    1.5 论文的结构安排
第二章 异构蜂窝网络的内容分发技术研究现状
    2.1 D2D通信的架构和接口
    2.2 3GPP协议支持下的内容分发的现状
        2.2.1 单个用户向单个用户进行内容分发
        2.2.2 单个用户向多个用户进行内容分发
    2.3 异构蜂窝网络下的内容分发研究现状
    2.4 本章小结
第三章 用户移动状态下的多对一内容分发机制研究
    3.1 基于D2D通信的多对一内容分发
        3.1.2 基于D2D通信的多对一内容分发过程概述
        3.1.3 基于D2D通信的多对一内容分发技术实施方案
    3.2 仿真与性能分析
    3.3 本章小结
第四章 具有有限生命期业务的内容分发研究
    4.1 马尔可夫决策过程简介
    4.2 系统模型
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 系统模型向马尔可夫决策过程的映射
    4.3 调度过程
        4.3.1 基站以单速率发送的情形
        4.3.2 基站以可变速率发送的情形
    4.4 仿真与性能分析
    4.5 本章小结
第五章 结束语
参考文献
致谢
作者简介

【参考文献】

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1 刘瑜;朱光喜;尹浩;刘雪宁;;内容分发网发展综述[J];计算机科学;2009年02期

本文编号：2884078