未來移動(dòng)通信系統(tǒng)中廣播組播的無線資源管理.pdf

1、隨著Internet的普及和通信技術(shù)的發(fā)展，為大量的用戶傳輸高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將是下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要目標(biāo)。在各類高速多媒體業(yè)務(wù)中，有一類業(yè)務(wù)需要將相同的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至多個(gè)接收用戶，例如移動(dòng)電視、文件下載和區(qū)域新聞播報(bào)等；為了在多個(gè)用戶之間實(shí)現(xiàn)資源共享，提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的整體容量，這類業(yè)務(wù)通常使用廣播組播模式進(jìn)行傳輸。很多研究指出，靈活有效的無線資源管理在提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜效率、保證用戶之間的公平性以及保證業(yè)務(wù)的QoS要求等方面都起著至關(guān)

2、重要的作用。目前關(guān)于單播模式下的資源分配已經(jīng)有了廣泛深入的研究，但廣播組播模式下相應(yīng)工作還遠(yuǎn)未成熟。
　　 論文對理想廣播組播系統(tǒng)的資源分配問題進(jìn)行了完整的建模，通過數(shù)學(xué)工具給出了次優(yōu)求解算法；對實(shí)際廣播組播系統(tǒng)的部署方式、鏈路自適應(yīng)、資源調(diào)度、吞吐量與覆蓋率的折中以及控制和反饋開銷等方面問題，通過搭建完整的系統(tǒng)級仿真給出了評估和建議?，F(xiàn)將本文的工作以及對應(yīng)的主要結(jié)論總結(jié)如下：
　　 第2章討論了理想廣播組播系統(tǒng)的資源分

3、配。不同于傳統(tǒng)模型中用戶組的傳輸速率受限于組內(nèi)信道條件最差的用戶，我們在模型中明確引入了臨界用戶的概念。論文討論的問題是在多載波OFDMA系統(tǒng)中基站發(fā)射功率受限以及小區(qū)內(nèi)有多個(gè)用戶組的假定下，最大化用戶加權(quán)和速率。在問題求解中，我們針對無速率約束的模型提出了分步迭代優(yōu)化算法和基于PSO的功率分配搜索算法。仿真表明通過臨界用戶的配置，系統(tǒng)和速率與用戶公平性的折中可以得到實(shí)現(xiàn)。此外，論文還提出了考慮用戶組最小傳輸速率約束的分步迭代算法。

4、r>　　 第3章通過搭建功能強(qiáng)大的系統(tǒng)級仿真平臺，對LTE MBMS中的p-t-p（單播）、p-t-m（廣播）以及SFN（多小區(qū)聯(lián)合廣播）傳輸方式進(jìn)行了性能評估和比較，其中特別給出了SFN的建模方法。論文分析了p-t-p方式下的自適應(yīng)編碼調(diào)制以及混合反饋重傳在p-t-m方式下的應(yīng)用，結(jié)果表明在相同覆蓋率的前提下，鏈路自適應(yīng)顯著提高了業(yè)務(wù)的吞吐量。由于鏈路自適應(yīng)增益是以用戶的上行反饋為代價(jià)的，論文還針對單小區(qū)自適應(yīng)p-t-m方式提出了一

5、種降低反饋開銷的機(jī)制，以用戶G因子為參數(shù)選擇部分信道條件較差的用戶構(gòu)成反饋用戶集，結(jié)果表明該機(jī)制幾乎不會(huì)造成吞吐量和覆蓋率的損失。
　　 第4章主要討論了LTE MBMS的資源分配和優(yōu)化。基于自適應(yīng)p-t-m方式的資源管理框架，論文提出了一種最大化最小速率的頻域調(diào)度算法，以組內(nèi)信道條件最差的用戶代表用戶組參與資源競爭。由于用戶信道質(zhì)量指示反饋與實(shí)際信道的不同，在組內(nèi)用戶數(shù)較多時(shí)只考慮一個(gè)最差用戶將無法帶來調(diào)度增益，針對該問題我們

6、做了算法改進(jìn)。論文分析了組內(nèi)用戶數(shù)、可用資源數(shù)以及用戶反饋精度對調(diào)度增益的影響。為了實(shí)現(xiàn)LTE MBMS中業(yè)務(wù)吞吐量和覆蓋率的折中，論文提出為用戶的G因子設(shè)定門限，G因子低于門限值的用戶的反饋將不會(huì)影響基站端的資源管理，從而以較小且可控的覆蓋率損失換取吞吐量顯著提高。論文進(jìn)一步提出將限制G因子機(jī)制與頻域調(diào)度聯(lián)合使用，分析證明了調(diào)度增益是業(yè)務(wù)等效G因子的增函數(shù)，通過仿真驗(yàn)證了限制G因子機(jī)制與頻域調(diào)度可以相互促進(jìn)，極大提高單小區(qū)自適應(yīng)p-t

7、-m傳輸?shù)男阅堋?br>　　 第5章討論了LTE中的控制信道，總結(jié)了控制信道在系統(tǒng)級上的建模以及對應(yīng)的鏈路自適應(yīng)算法，并提出了基于OLLA控制因子調(diào)整控制信道性能的方法。論文分析了不同傳輸方式的控制信令開銷及其對數(shù)據(jù)傳輸吞吐量的影響，提出了在相同控制信道性能的條件下對多種傳輸方式進(jìn)行性能比較的原則，并對LTE MBMS的各種傳輸方式重新進(jìn)行了評估，引出了廣播組播傳輸中資源管理增益與控制開銷的折中問題。
　　 綜上所述，論文的研