合作多播中資源調(diào)度和用戶公平性的研究.pdf

1、長期演進(jìn)（LTE）技術(shù)作為現(xiàn)今國際主流推廣實(shí)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能終端的高速發(fā)展，大量數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確傳輸對(duì)技術(shù)發(fā)展提出較高的要求。因此，LTE中提出多媒體廣播多播技術(shù)（MBMS），MBMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一對(duì)多高效傳輸，提高頻譜效率。MBMS技術(shù)需要蜂窩小區(qū)內(nèi)用戶形成多播組，基站通過多播信道統(tǒng)一傳輸數(shù)據(jù)給多播組內(nèi)用戶，實(shí)現(xiàn)資源共享。由于無線信

2、道的時(shí)變特性，MBMS面臨著蜂窩小區(qū)吞吐量和用戶公平性之間的矛盾。較高的公平性可以保證多播組內(nèi)用戶的數(shù)據(jù)速率相差較小。
　　本文首先具體闡述了幾種經(jīng)典多播調(diào)度算法，并指出其在吞吐量或公平性上的缺陷；然后提出LTE下基于MBMS的改進(jìn)算法，即TIPFS算法。TIPFS算法考慮多播組吞吐量和用戶吞吐量之間的差異，兼顧信道質(zhì)量較差的用戶和信道質(zhì)量較好的用戶，較好的權(quán)衡小區(qū)吞吐量和用戶公平性。LTE系統(tǒng)級(jí)的仿真結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了提出的改進(jìn)多

3、播調(diào)度算法的正確性與可行性。
　　為了進(jìn)一步提高蜂窩小區(qū)吞吐量和用戶公平性，本文引入兩階段合作多播思想，并從不同層面上，系統(tǒng)分析LTE網(wǎng)絡(luò)下多種兩階段合作多播算法的實(shí)施方案。考慮到用戶信道質(zhì)量的差異與基站多種數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦?，文章最后提出一種基于NOMA的合作多播機(jī)制。通過引入連續(xù)干擾取消與網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，基站和用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合處理；通過將調(diào)度周期調(diào)整為4個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙內(nèi)基站與中繼用戶相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)小區(qū)中心用戶與小區(qū)邊緣用

4、戶共享基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)，提高了信道質(zhì)量較差的小區(qū)邊緣用戶的吞吐量，提高了小區(qū)內(nèi)用戶公平性。
　　為了評(píng)估提出算法的性能，本文從吞吐量、公平性、頻譜效率三個(gè)方面，與傳統(tǒng)多播調(diào)度算法、基于分層編碼的合作多播調(diào)度算法進(jìn)行對(duì)比仿真分析。系統(tǒng)級(jí)仿真表明基于NOMA的合作多播方案在吞吐量、頻譜效率比其他兩種算法均有較大幅度提升，公平性也高于基于分層編碼的合作多播調(diào)度算法。因此，基于NOMA的合作多播機(jī)制在未來無線通信領(lǐng)域有較大的發(fā)展前景與可