长期演进系统中视频流调度方法研究

摘要

LTE系统支持视频流等多种业务，为了利用数据业务的突发特性，获得统计复用增益，LTE系统取消了电路交换域，所有业务均由分组交换域承载。无线信道的易错性和带宽波动性给LTE系统保证视频流等带宽需求高、具有时延要求业务的用户服务质量（QoS）需求提出了挑战。LTE带宽的增加和复杂编码调制的使用增加了UE无线收发电路的功耗，而且视频流应用还增加了显示器的功耗，UE功耗问题成为LTE系统中视频流应用面临的又一问题。无线资源管理对于充分利用无线资源至关重要，分组调度在无线资源管理中处于核心的支配地位，决定了整个无线分组业务系统提供业务的质量和效率，分组调度在满足用户QoS需求、提高系统吞吐率以及降低UE无线收发电路功耗方面都具有关键作用。
　　 本文首先提出了一种LTE系统中使用可伸缩视频编码（SVC）预先编码的视频流的调度算法，该方法充分利用了SVC的特性和视频流业务的QoS需求，同时考虑了用户间信道质量的差异性，使用平均速率对用户的瞬时速率进行归一化，使得不同信道条件的用户在时域上具有相同的调度机会；同时，对基本层数据分组采用比增强层分组更大的等待时间函数，更好的保证基本层数据的传输，提高解码视频质量。仿真结果表明，本文所提出的算法可以明显改善平均信道质量较差用户的视频质量，提高系统的公平性；尽管物理层吞吐率有所损失，但由于本文方法可以实现更少的基本层数据丢失，而基本层单位速率对于视频质量的贡献远大于增强层，因此，当系统拥塞严重时，本文方法还可以改善系统用户的总体平均接收视频质量。
　　 不连续接收（DRX）被LTE系统采用作为其链路层功率节省机制，其基本思想是允许UE在没有数据收发时关闭无线收发电路进入休眠模式，避免不必要的功率消耗。虽然DRX机制降低了UE的功耗，但同时不可避免的引入了觉醒延时，给如何保证实时视频流业务的时延要求提出了挑战。本文提出了一种利用DRX降低UE功耗的视频流调度方法，该方法综合考虑了数据包的剩余时间和剩余活跃时间，在保证了数据包的时延要求的同时，减少了I-Timer的开启次数，增加了UE的休眠时间。仿真结果表明，相比已有的DRX机制下的实时业务调度方法，本文提出的方法可以在丢包率相同的情况下，显著降低UE的功耗。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第 1 章 绪 论

第 2 章 无线分组调度算法

第 3 章 LTE系统中SVC视频流调度方法

第 4 章 利用DRX降低UE功耗的视频流调度方法

第 5 章 结束语

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果及经历

致 谢