LTE系统基于QoS的上行调度算法研究

摘要

移动互联网的快速发展及智能终端的普及，激发了人们对数据传输速率的迫切愿望。同时，以2G和3G为代表的移动通信系统已不能满足广大用户对数据速率的要求，LTE/LTE-Advanced作为下一代移动通信4G的技术标准越来越受到人们的重视。为了达到更高的传输速率，满足用户的业务需求量，设计一种合理有效的调度策略，对无线资源进行高效管理已成为当今LTE/LTE-A系统研究的重点之一。
　　本文主要对LTE Release9版本36.321协议进行深入研究的基础上，重点研究了LTE/LTE-A系统基于QoS的上行时域调度算法和频域资源分配算法。本文主要完成的工作如下：
　　（一）本文主要在烽火虹信公司LTE系统级仿真平台的基础上，首先详细研究现有的仿真平台各模块功能、收发处理机制及系统流程。其次，重点研究MAC层实体的功能实现，并在此基础上搭建上行时域调度和频域资源分配功能模块，实现上行调度功能。最后在仿真平台上对改进方案进行算法验证和性能仿真分析。
　　（二）本文对LTE/LTE-A系统的上行时域调度算法进行研究、对比与仿真分析，在现行的比例公平调度算法的基础上，根据用户对不同业务服务质量的不同要求以及为用户提供差异化服务的需求，提出保障QoS的上行时域比例公平调度的改进方案。该方案是通过引入QoS权重因子和业务的缓存数据量对用户的调度优先级计算式进行优化，并且通过令牌桶方式对服务业务进行流量监控。仿真结果表明改进后的调度算法对业务时延有一定的下降，同时用户的调度公平性也略有下降。
　　（三）本文对LTE/LTE-A系统的上行频域资源分配算法进行深入的研究分析，重点对上行频选资源分配算法进行对比分析，由于受到信道条件小尺度衰落的影响，导致资源分配不合理和频谱效率低，因此在此基础上提出了上行资源分配改进算法。该算法是通过设计一种窗口机制，在系统带宽上通过滑动窗口搜索资源的方式进行资源分配，有利于在全频带上搜索信道质量最好的资源块，同时保证分配的RB满足连续性要求。仿真结果表明，改进后的方案在系统吞吐量、RB利用率和频谱效率等方面有明显的提升。
　　本文对LTE/LTE-A系统基于QoS的上行调度和频域资源分配算法进行工作总结，并针对LTE-A系统引入了载波聚合（CA）、多天线增强（eMIMO）和协作多点（CoMP）传输等关键技术，对上行调度算法提出更高的要求，作为下一步研究的重点。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2本文的研究目的和意义

1.3 本课题的国内外研究现状及分析

1.4上行调度算法主要存在的问题

1.5论文的组织结构

第2章 LTE/LTE-A系统QoS机制与仿真平台搭建

2.1 LTE/LTE-A系统QoS机制

2.2 LTE/LTE-Advanced系统资源调度过程研究

2.3 LTE/LTE-A系统架构与仿真平台搭建

第3章LTE/LTE-A系统上行时域调度算法研究

3.1 LTE/LTE-A系统上行时域算法研究

3.2 改进的上行比例公平时域调度算法

3.3 本章小结

第4章 LTE/LTE-A系统上行资源分配算法研究

4.1上行资源分配概述

4.2 资源分配算法研究

4.3 改进的频选调度资源分配方案

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 下一步研究工作展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文