无线蜂窝网络中实时流媒体的质量——随机建模与分析

我们提出了一种具有容量共享和中断特性的新随机服务模型，适用于评估无线蜂窝网络中实时流媒体 (RTS)（如移动电视）的质量。该通用模型考虑了多类马尔可夫呼叫到达过程（以捕捉不同的无线信道条件、请求的流媒体比特率和持续时间），并允许采用通用的资源分配策略，即由于资源限制而暂时拒绝某些用户请求的固定流媒体比特率（使其处于中断状态）。我们给出了模型几个重要性能特征的表达式，包括给定类别的典型用户处于中断状态的平均时间和平均中断事件次数。这些表达式仅涉及（空闲）流量需求过程的平稳概率，该过程是一个描述不同类别用户数量的独立泊松随机变量向量。为了分析 3GPP 长期演进 (LTE) 蜂窝网络中的 RTS，我们在假设正交用户信道且峰值比特率接近加性高斯白噪声 (AWGN) 信道中理论香农极限的情况下指定了我们的通用模型，这导致了多速率线性形式的资源约束。在此设定下，我们考虑了一类自然的“最少努力优先服务”资源分配策略，对于该策略，可以利用泊松变量的傅里叶分析进一步评估模型特征。在该类策略中，我们识别并评估了一种最优策略和一种公平策略，后者由 LTE 实现所建议。我们还提出了一些中间策略，以解决由用户无线信道条件不均引起的最优性/公平性权衡问题。我们的结果可用于评估 LTE 网络中 RTS 的质量及这些网络的容量规划。