下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)中可伸縮視頻多播模型和資源分配算法的研究.pdf

1、近幾年來，隨著移動通信的迅速發(fā)展，下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)將為終端用戶提供更高的帶寬和傳輸速率，這使得移動通信網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸成為了可能，其中主要包括一些有嚴(yán)格時延限制的實時視頻多播業(yè)務(wù)，例如數(shù)字視頻會議、體育直播、網(wǎng)絡(luò)游戲等等。
　　現(xiàn)有無線終端技術(shù)的發(fā)展使得無線終端種類不斷增加，無線移動終端將在基站覆蓋范圍內(nèi)隨意停留以及切換，大幅增加了網(wǎng)絡(luò)中的視頻終端異構(gòu)性，而這種狀況在多播傳輸中更為嚴(yán)重。而可伸縮視頻編碼SVC(Scalable

2、video Coding)以及自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC(Adaptive Modulation and Coding)被認(rèn)為是解決無線信道差異性的最有效手段，它可以根據(jù)用戶信道的瞬時狀況進(jìn)行實時的資源分配，基于AMC的可伸縮視頻多播所要解決的關(guān)鍵問題就是如何在有限的系統(tǒng)資源限制相愛為視頻層選擇合適的調(diào)制編碼方案，使系統(tǒng)的效用達(dá)到最大。
　　隨著移動技術(shù)的不斷發(fā)展，在同一個小區(qū)內(nèi)會存在不同的基站，而同一個用戶終端也可以接收到不同基站傳輸

3、過來的數(shù)據(jù)，多基站協(xié)作逐漸成為當(dāng)前研究的課題，在基于多基站的可伸縮視頻多播模型中，要解決的關(guān)鍵問題就是如何為每個視頻層選擇合適的MCS(Modulation and Coding Scheme)以及傳輸基站，以及在考慮功率分配問題的時候如何為所有基站的子載波分配合適的功率。
　　針對以上問題，本文主要從以下兩個方面對可伸縮視頻多播機(jī)制進(jìn)行研究:
　　1.提出單基站可伸縮視頻多播遺傳算法。本文首先分析了單基站可伸縮視頻多播基礎(chǔ)

4、傳輸模型，分析需要分配的網(wǎng)絡(luò)資源，提出了單基站系統(tǒng)中視頻層MCS分配問題，證明了該問題為NP難解問題，接著把該NP難解問題轉(zhuǎn)化成整數(shù)規(guī)劃問題，并對視頻層MCS方案選擇進(jìn)行編碼以及對約束條件進(jìn)行線性松弛，提出用于解決該問題的遺傳算法，同時為了提高算法的收斂特性，增加了一個動態(tài)懲罰函數(shù)項。最后仿真實驗證明該算法的性能比同類的單基站算法的性能要優(yōu)越，并最大限度的接近最優(yōu)算法的性能。
　　2.提出了多基站系統(tǒng)模型以及該模型中聯(lián)合MCS以及

5、功率分配算法。建立了多基站系統(tǒng)中可伸縮視頻多播模型，對該問題中資源分配問題進(jìn)行了詳細(xì)研究，并且考慮子載波的功率分配問題，提出了多基站系統(tǒng)中聯(lián)合視頻層MCS以及功率分配問題。為了解決該聯(lián)合資源分配問題，對該問題進(jìn)行了分步解決，首先提出了多基站系統(tǒng)中視頻層MCS分配問題，提出了用于解決該問題的偽多項式時間的動態(tài)規(guī)劃算法，接著以該動態(tài)規(guī)劃算法為基礎(chǔ)，提出了用戶解決多基站系統(tǒng)中聯(lián)合MCS以及功率分配的貪婪算法，仿真實驗證明本文提出的多基站算法進(jìn)