【摘 要】
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随着终端设备和视频应用的普及,终端用户的无线视频业务需求持续增长,移动视频流量呈指数上涨。异构的传输信道和多样的终端设备,为传统的视频传输提出了更高的要求。下一代无线通信网络都支持基站的多播传输,使得可伸缩视频多播技术成为一种有效的解决方案。然而网络中终端用户数量激增,传统的蜂窝网络已经不能承载所有终端用户的视频传输。终端直连(Device-to-Device,D2D)多播通信技术为提高网络的用户
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随着终端设备和视频应用的普及,终端用户的无线视频业务需求持续增长,移动视频流量呈指数上涨。异构的传输信道和多样的终端设备,为传统的视频传输提出了更高的要求。下一代无线通信网络都支持基站的多播传输,使得可伸缩视频多播技术成为一种有效的解决方案。然而网络中终端用户数量激增,传统的蜂窝网络已经不能承载所有终端用户的视频传输。终端直连(Device-to-Device,D2D)多播通信技术为提高网络的用户接入率提供了新思路。D2D多播技术是D2D通信与多播通信的结合,可以使多个邻近的用户直接共享同一视频数据内容,而无需访问基站。然而实际通信场景中,用户之间除了存在物理距离的远近,还存在社交关系的强弱,使得D2D多播链路的形成变得更加复杂。针对传统蜂窝网络中可伸缩视频多播传输存在的频谱资源利用率低、用户接入率低的问题,本文将D2D多播通信加入到社交感知蜂窝网络中,提出了一个两阶段的可伸缩视频多播传输方案。综合利用用户的社交属性和物理属性,通过贪婪迭代的算法形成有效的D2D多播簇。并针对D2D用户的接入带来的信道资源分配问题和干扰管理问题,提出以最大化D2D用户的视频传输吞吐量为目标的联合优化算法。算法采用几何规划的方法计算出最优的功率分配,再利用二分图匹配算法为每个D2D多播组选择可复用的蜂窝上行信道。结合仿真结果,分析了物理距离门限和社交关系门限对系统性能的影响。与加入D2D单播通信的策略相比,仿真结果表明本文策略在D2D用户接入率、D2D用户视频传输吞吐量等方面具有显著的增益。本文还提出了最大化系统整体效用值的单视频流多播传输资源分配优化算法,算法将D2D用户和蜂窝用户作为一个整体,利用递归算法自上而下分析资源粒子的分配过程。相比于传统蜂窝网络和加入D2D单播通信的社交蜂窝网络场景中的可伸缩视频多播策略,本文策略有效地提升了上行链路频谱资源的利用率,增加了用户接入的数量,并且提高了用户的平均接收视频质量。
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