基于NOMA的可伸缩视频多播研究

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1、硕士学位论文Ｉ＃基于ＮＯＭＡ的可伸缩视频多播研究ｉｍｍｉｓｓｇ作作者姓名靳莉学校导师姓名、职称陈健教授企业导师姓名、职称唐怀玉研究员申请学位类别工程硕士Ｂ学学学校校校代代代码码码10701学学学号号号1501120333分分分类类类号号号TN911密密密级级级公公公开开开西西西安安安电电电子子子科科科技技技大大大学学学硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文基基基于于于NOMA的的的可可可伸伸伸缩缩缩视视视频频频多多多播播播研研研究究究作作作者者者姓姓姓名名名：：：靳莉领领领域域域：：：电子与通信工程学学学位位位类类类别别别：：

2、：工程硕士学学学校校校导导导师师师姓姓姓名名名、、、职职职称称称：：：陈健教授企企企业业业导导导师师师姓姓姓名名名、、、职职职称称称：：：唐怀玉研究员学学学院院院：：：通信工程学院提提提交交交日日日期期期：：：2018.04TheScalableVideoMulticastTechnologybasedonNOMAAThesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeri

3、ngByJinLiSupervisor:ChenJianTitle:ProfessorSupervisor:TangHuaiyuTitle:ResearchFellow2018.04摘要摘要随着高分辨率视频内容的增长和视频应用的蓬勃发展，视频流量在无线数据传输中所占份额不断提高。面对视频数据高带宽消耗和低时延的传输要求，尽管移动通信技术发展迅速，但与日益增长的视频流量相比，现有的3G/4G系统的网络资源仍然有限。非正交多址接入(Non-orthogonalMultipleAccess，NOMA)技术以其自身非正交优势，在增加用户接入点数的同时，更提升了频谱利用率，因此

4、成为未来5G多址接入候选方案。在视频传输中，无线多播技术以高频谱利用率的特点而受到广泛关注，但由于多播的传输瓶颈问题，使得适用范围大大受限。而可伸缩视频多播通过将多媒体视频流编码分成多个具有不同码率的视频层，并对其分别传输，因而能够满足用户终端和信道的差异性，从而提高系统性能。当前对于可伸缩视频多播传输的研究主要针对正交多址接入技术的传输网络，其为了避免干扰，对可伸缩视频的不同层采用正交的时频资源进行传输。然而在该方式中，频谱资源仍未得到充分利用，传输基本视频层的频谱利用率依然受限于多播组内最差信道链路。本文针对可伸缩视频高效传输问题，综合利用上述非正交多址技术以及可

5、伸缩视频编解码的优点，提出一种灵活的基于非正交多址接入技术的可伸缩视频传输策略。该策略考虑多播组内用户信道差异性，通过灵活选择非正交方式所传输的可伸缩视频层数，提高系统性能。首先，提出了非正交多址网络下的可伸缩视频多播系统的传输框架，研究了通过功率分配策略达到最大化用户接收视频质量的优化问题，并证明了该优化问题是NP-hard。其次，对上述优化问题提出算法复杂度较低的动态规划算法，通过巧妙设置辅助函数和递归式求得最优解。进一步地，提出算法复杂度更低的改进的动态规划算法，并分别对上述所提算法的复杂度进行分析。最后，仿真结果表明，本文提出的基于非正交多址接入技术的可伸缩视

6、频多播传输策略相比于传统的正交网络中的可伸缩视频传输，更能适应多播组内的信道差异，在接收视频平均质量，吞吐量，公平性方面均获得有效提升。关关关键键键词词词：：：非正交多址接入,可伸缩视频编解码,功率分配,多播IABSTRACTABSTRACTWiththegrowingvolumesizeofhighdefinitionvideoandtheboomingofvideoapplica-tions,themobilevideotraffichasanincreasingproportioninwirelessdatatransmission.Despitetherapidd

7、evelopmentofmobilecommunicationtechnologies,whenfacedwiththehighbandwidthconsumptionandlowlatencytransmissionrequirementsofvideodata,thewirelessresourcesofexisting3G/4Gsystemsarestilllimitedcomparedwiththeincreas-ingvideotraffic.Non-orthogonalmultipleaccess(NOMA)technology,withi