无线网络的机会多播调度算法研究

论文摘要

随着人类对无线通信需求的日益增加,以无线通信方式提供多媒体服务越来越受到关注,手机电视以及可视电话会议等应用将在未来几年得到普及。对于高速率和高服务质量的多媒体传输,单播已经不能满足要求。多播模式因其可将相同的数据内容发送给小区中的多个用户,避免了重复传输大量相同数据而造成的空中接口拥塞,极大地提高整个网络的资源利用率。因此,多播传输方式正日益成为多点无线通信中采用的传输方式。为了满足高速增长的多媒体业务对网络带宽和服务质量提出的更高要求,通信系统开始广泛采用了机会通信理论,其下行(前向)链路均主要基于时分复用方式,通过自适应调制和编码技术使得数据传输速率与信道质量相匹配,并且使用调度机制将下行链路的时隙在各个用户之间进行分配,从共享同一无线信道的多个用户中选择一个当前信道质量最好的用户发送数据,使得每个时隙都可以达到最高的用户数据速率和系统吞吐量。这种调度方式由于在为用户分配时隙时利用了机会通信的思想,因而被称为“机会调度”。本文主要研究基于比例公平原则的机会多播调度算法。本文介绍了机会多播调度理论和相关研究,提出了一种基于比例公平原则的机会多播调度算法,并且证明了该算法的最优性质和机会性质,最后给出了该机会多播调度算法的仿真结果。该算法提出的机会多播调度原则选择比多播组中用户要求的最低速率略高一些的速率作为传输速率,每个多播组的最优传输速率是基于比例公平原则,根据多播用户当前的信道数据速率和吞吐量来选择的,从而实现多播用户吞吐量和公平性的平衡。该算法在保证多播用户间的公平性的同时充分利用时变信道条件来更有效地使用整个系统的频谱资源,最大化多播系统的吞吐量。最后讨论了机会多播调度应用设计和实现问题,提供一种基于比例公平原则的基站多播业务调度装置及其调度方法,基于比例公平原则选择多播组中归一化速率较高的部分用户作为考虑对象来确定传输速率,然后选择累计速率最大的多播组进行传输。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 本文结构安排
• 第二章 机会调度理论研究
• 2.1 引言
• 2.2 机会调度理论模型及性能指标
• 2.3 机会调度算法分类
• 2.4 比例公平调度算法
• 2.4.1 分组级模型
• 2.4.2 无限积压业务模型下的公平性分析
• 2.4.3 流级模型下服务性能分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于公平原则的机会多播调度算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 多播调度系统模型
• 3.2.1 系统概述
• 3.2.2 自适应技术
• 3.2.3 喷泉码
• 3.3 现有机会多播调度算法分析
• 3.3.1 固定速率轮询调度算法
• 3.3.2 IPF 算法
• 3.3.3 MPF 算法
• 3.3.4 纠错编码的多播调度
• 3.4 机会多播调度（OMS）算法
• 3.4.1 优化问题
• 3.4.2 机会多播调度的最优性质
• 3.4.3 机会调度算法的机会性质
• 3.5 仿真实验
• 3.6 本章小结
• 第四章 机会多播调度应用设计
• 4.1 引言
• 4.2 应用设计
• 4.3 机会多播调度
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文