基于OFDMA的無線視頻傳輸跨層調度算法研究.pdf

1、ResearchonoFDMABasedCross—layerSchedulingAlgorithminWirelessVideoC0mmuniCationSystemThesisSubmittedtoNa面i119UniVersityofPostsandTeleco刪[nunicationsfortheDe鏟eeofMasterofEngineering’一’一ByWangRamanSupervisor：ProfSongJianXin

2、Febm哪2013摘要無線網絡的飛速發(fā)展以及多媒體業(yè)務需求的快速增長使得有限的無線資源與多媒體業(yè)務間不斷提高的服務質量(QoS)需求之間的矛盾日益尖銳，因此既能提高網絡整體性能又可以支持高質量多媒體業(yè)務的資源調度策略是目前無線通信領域的研究重點?？鐚釉O計思想將被割裂的各層網絡協(xié)議作為一個整體進行分析和優(yōu)化，以達到高效利用無線資源的目的。LTE系統(tǒng)的下行鏈路采用OFDMA多址接入技術，在降低干擾的同時大大提升了數據速率，其設計足以滿足視頻

3、等多媒體應用的不斷增加的需求。但是視頻流對QoS的要求非常嚴格，因此，研究LTE系統(tǒng)中的跨層資源調度問題就顯得極為重要?；诖耍疚氖紫妊芯苛薒TE網絡中基于效用函數的跨層調度算法，該效用函數以最大化接收端視頻質量為目標，然后提出解決該優(yōu)化問題的聯合數據包調度和資源塊調度算法，該算法綜合考慮了應用層，MAC層和物理層參數，同時為了提高資源塊(Ims)的利用率考慮了用戶隊列信息。在LTE系統(tǒng)中仿真該跨層調度算法并與MLWDF算法進行性能比

4、較，仿真結果表明，該跨層調度算法在丟包率、資源塊利用率和PSNR性能上均優(yōu)于MLWDF算法。其次，本文提出了LTE網絡中保障視頻流時延的APPMAC跨層資源調度算法。APP層調度器采用離散時間線性控制理論設計了一種低復雜度資源調度算法，將實時視頻流的時延要求轉換為每一幀的速率要求；然后，為了保證視頻流間良好的公平性，MAC層調度器在該速率約束下按照比例公平(PF)算法調度無線資源。在LTE系統(tǒng)中仿真該APPmC跨層調度算法并與指數(EⅫ

5、)準則進行了性能比較，仿真結果表明，該跨層調度算法在丟包率和體驗質量(QoE)性能上均優(yōu)于基于EXP的調度算法。最后研究了OFDMA網絡中加入中繼的兩跳視頻流多用戶資源調度算法。該算法在決定用戶優(yōu)先級時聯合考慮視頻流用戶的隊頭(HOL)數據包時延，不同幀的重要性，丟包率(PUt)和每個用戶的可達瞬時下行速率。仿真結果表明，改進算法在丟包率、平均數據包時延值和PSNR性能上均優(yōu)于原算法，使用中繼得到的協(xié)作增益大大改善了接收端用戶的視頻質量