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基于用户公平性的多媒体组播资源分配方案

作　者: 刘志国
导　师: 王晓湘
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MBMS 速率比例公平用户公平资源分配
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service)采用“点对多点”的发送模式可以有效地利用宝贵的频率资源,提高了无线通信系统中的频率利用率,成为移动通信领域的研究热点。但是由于无线信道具有频率选择性衰落的特性,MBMS系统的吞吐量受限于业务组中信道质量最差的用户。研究中一般采用资源分配的方法来对抗这种频率选择性衰落,进而提高系统的吞吐量性能。但是当前的很多资源分配算法仅仅提高了系统的总的吞吐量,却没有考虑资源分配过程中的公平性。因此,本文改进现有的资源分配算法得到了基于业务速率比例公平性的组间资源分配算法和基于用户公平性的组内资源分配算法,论文的主要工作如下：(1)改进了基于业务速率比例公平性的组间资源分配算法。在小区中有多个多播组的场景下,在各个业务组间的数据传输速率之比是固定的前提下,该算法首先进行比特加载,计算出每个子载波可以分配的比特数以及相应的功率；接着进行子载波分配,先将子载波按照承载比特数降序顺分配给每个业务组,然后进行迭代,每次选择速率比例值Rg/γg最小的业务组获得未被分配的子载波中承载功率最大的子载波,一直到子载波都被分配完毕；最后,采用贪婪算法降低发射功率,使发射功率满足总功率受限的条件。仿真结果表明在适当地降低系统吞吐量性能的基础上,可以很好地保证业务组间的业务速率比。(2)改进了一种基于用户公平性的组内资源分配算法。在一个业务组内,假设每个子载波分配的功率相同的条件下,按照用户对服务质量需求的优先级顺序进行子载波分配,保证多播组中所有用户最基本的服务质量；其次采用贪婪算法将剩余的子载波进行分配,最大化剩余子载波所承载的吞吐量；最后通过迭代,进行比特加载,对每个子载波重新分配功率,提高多播系统的吞吐量。仿真结果表明,在牺牲部分吞吐量性能的基础上,该算法可以很好地保证所有用户的最基本服务质量,同时尽可能大地提高了信道质量好的用户的传输速率。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 MBMS的研究现状  11-12
  1.3 论文的主要贡献和组织结构  12-14
    1.3.1 论文的主要贡献  12-13
    1.3.2 论文的体系结构  13-14
第二章 MBMS的发展及资源分配技术的研究  14-23
  2.1 MBMS系统架构和优点  14-18
    2.1.1 MBMS的系统架构  14-16
    2.1.2 MBMS的优点  16-18
  2.2 资源分配技术  18-20
    2.2.1 资源分配技术概述  18-19
    2.2.2 多播场景下资源分配技术的研究  19-20
  2.3 用户公平性问题  20-22
    2.3.1 MBMS的性能指标  20-21
    2.3.2 基于用户公平性的资源分配  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章基于业务速率比例公平性的MBMS组间资源分配  23-34
  3.1 问题描述  23-24
  3.2 系统场景及建模  24-25
  3.3 基于组间用户公平的资源分配  25-33
    3.3.1 基于组间用户公平的目标优化函数  25-26
    3.3.2 基于组间用户公平的资源分配算法  26-31
    3.3.3 仿真结果分析  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章基于用户公平性的MBMS组内资源分配技术  34-53
  4.1 问题描述  34-35
  4.2 系统场景及建模  35-36
  4.3 基于组内用户公平的资源分配  36-51
    4.3.1 基于组内用户公平的目标优化函数  36-37
    4.3.2 基于组内用户公平的资源分配算法  37-46
    4.3.3 仿真结果分析  46-51
  4.4 本章小结  51-53
第五章总结与展望  53-55
  5.1 总结  53-54
  5.2 展望  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
攻读学位期间发表的学术论文  59

基于用户公平性的多媒体组播资源分配方案

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