无线融合网中业务推送关键技术研究

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现有的蜂窝网很难满足用户指数增长的通信需求。基于融合无线广播网与蜂窝网的热点业务推送技术是个有效的解决方法。本文研究了无线融合网中热点业务推送关键技术,具体分为两个部分:一是基于QoE的业务不等差错保护推送技术,二是高速移动场景下基于层分复用的热点业务推送技术。首先,本文以新闻业务为例,研究了文字与图片的业务优先级以及业务恢复率-用户QoE的评价模型。我们通过模拟传输获取不同恢复率的新闻样本,并邀请用户在搭建的评分平台上对样本进行打分。根据用户评分数据进行建模,并验证模型的精确性与实用性。建模结果表明,在新闻业务中,由于文字包含非常大的信息量并且占比极小,文字比图片拥有更高的优先级;即使图片在传输过程中完全丢失,只要文字的恢复率高于一定的阈值,用户QoE依然能达到较高的值;在提升相同恢复率的前提下,文字能给用户QoE提供更多的增益。接着,根据本文所建立的QoE模型,我们对文图类业务的不等差错保护推送技术进行了研究。本文基于喷泉码提出了不等差错保护推送方案,我们以传统喷泉码方案作为对照,通过仿真和实验验证了提出方案的性能。在实验中,经过喷泉编码的数据在真实信道中进行传输,从而得到实验样本,然后邀请用户对其进行评分。仿真和实验结果表明:在相同的额外开销前提下,所提出的非等差错保护方案能大幅度提升用户QoE。此外,通过对比实验结果与QoE模型预测结果可以发现大多数情况下二者基本吻合,进一步验证了本文所建QoE模型的准确性。然后,在高速移动场景下,基于国际标准ATSC3.0中的层分复用技术,提出了一种热点业务推送方案。我们首先分析了不同类型热点业务的QoS性能指标,然后利用广播的基本层来传输实时流媒体业务,利用增强层来推送非实时热点业务;提出的方案主要针对最大化增强层等效吞吐量的问题进行了优化。为了最大化增强层等效吞吐量,我们提出了基于热度的贪婪算法与基于热度和公平性的贪婪算法来求解最优化问题。通过仿真表明:在只考虑单向运行时,所提出的基于热度的贪婪算法在广播基站为该方向运行列车提供的等效吞吐量方面有显著的性能提升;在考虑双向运行情况时,所提出的基于热度和公平性的贪婪算法在公平性上有很大的提升。最后,总结了上述的研究内容,并对今后的研究方向进行了展望。
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