TD-LTE-A系统下行链路资源分配算法研究

摘要

随着数据时代的来临，互联网业务需求的复杂化，人们对无线通信系统的服务速率等性能提出了更高的要求，推动了无线通信系统一代代的发展。由3GPP组织提出的LTE系统及后续的LTE-A系统得到了广泛的研究，其研究成果也逐步向市场化和产业化推进。2004年，我国向3GPP组织提出了采用OFDMA技术的TD-LTE标准，并以此为基础，完善了4G标准：TD-LTE-A。虽然物理层技术得到了相对成熟的发展，但无线系统的带宽和有限的基站发射功率资源仍然十分稀缺，只单纯靠物理层技术的提升，很难满足越来越高的无线通信性能需求。因此，无线资源的高效管理与分配成为如今研究的热点。采用OFDMA技术的TD-LTE-A系统下行链路资源优化分配将成为无线网络性能提升的重要手段。
　　本文主要研究的内容是TD-LTE-A下行链路资源分配中的功率分配算法，用以适应TD-LTE-A系统业务多样化的服务环境，提高系统内用户对业务的满意程度。本文首先简述了本课题的研究背景、目的及意义；第二对TD-LTE-A系统的信道增益模型及采用的OFDM技术进行了研究与分析；第三对跨层优化思想进行了研究，并介绍了跨层优化设计在本课题TD-LTE-A系统资源分配中的应用；第四对TD-LTE-A下行链路资源分配调度过程、性能评价标准、资源块分配方法进行了研究；第五着重研究了TD-LTE-A系统下行链路功率分配的算法，通过分析传统的注水算法、简单协同功率分配算法的原理，总结了两算法的缺点，并提出了联合优化设计的遗传算法作为本课题中的功率分配问题的解决方案。最后结合实际场景仿真了简单协同功率分配算法和遗传算法。
　　本文通过理论及仿真结果分别对简单协同功率分配算法和遗传算法进行了详细的分析，得到了两种算法在对系统QoS用户服务保证、对BE用户服务性能、对系统全体用户服务性能三个主要方面的性能结果。通过比较两种算法的性能得出结论：随着系统中QoS用户数目的增多，遗传算法比简单协同功率分配算法的性能有更大的改善。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 资源分配算法国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容及结构安排

第2章 TD-LTE-A系统资源分配理论基础

2.1 信道增益

2.2 OFDM无线技术理论基础

2.3 资源分配中的跨层优化

2.4 动态调度过程

2.5 资源分配算法性能评价

2.6 下行链路时频资源块分配方法

2.7 本章小结

第3章 TD-LTE-A系统下行链路功率分配算法设计

3.1 传统注水算法

3.3 联合优化设计的遗传分配算法

3.4 本章小结

第4章 TD-LTE-A系统下行链路功率分配算法仿真与性能分析

4.1 TD-LTE-A系统功率分配仿真场景及参数设置

4.2 简单协同功率分配算法设计与仿真

4.3 联合优化设计的遗传分配算法设计与仿真

4.4 算法仿真结果及性能分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢