宽带无线接入系统中MAC自适应调度算法的研究和实现

摘要

宽带无线接入将成为移动通信发展的主要动力。第三代合作伙伴组织(3gpp)已经发起了一个关于对现有3g系统的演进项目，被称为长期演进计划(LTE)。其目标是将现有无线接入技术发展成为一个具有更低延迟，更高速率，以及更优化的包传输系统。正交频分复用系统已经被广泛的认为是最有希望的多载波调制技术，而且被建议作为LTE的下行传输关键技术。因此，围绕OFDM系统的自适应包调度体系展开了大量的研究，致力于通过动态有效的资源调度、快速功率控制、自适应传输速率选择等技术实现系统吞吐量的最优化。现有的调度算法主要致力于解决调度的公平性和吞吐量之间的矛盾，对于业务的QoS属性几乎没有考虑。但是在3GPP SA WG2建立了网络控制QoS机制以实现对业务服务质量的控制，这一需求要求调度算法能够更好的支持业务的QoS属性。所以本文研究的调度算法首先把满足业务的QoS需求作为基本原则，在此基础上兼顾具有相同或类似QoS业务用户之间的公平性和吞吐量。同时在算法中还考虑了多天线对资源分配的影响，这样待调度的资源包括时间、频率、传输块的大小和MIMO引入的空间维。随着资源调度维数的增加，算法实现的难度大大加强。 本文对基于OFDM的LXE系统进行了研究，重点对MAC层的自适应调度算法进行了设计和软件实现，并提出了语音业务的半持续调度算法，以保证语音业务传输的正确率，减少空口传送调度信令的资源开销为目的，还提出了单用户多码字情况下的优化调度算法，有效的避免空口资源的浪费，提高资源的利用率。总体的设计在CCS集成开发软件平台上采用C语言编程实现。通过集成测试证明，经采用本文提出的MAC层调度算法之后，空口的数据传输速率可以达到LTE协议标准的要求，证明了算法的有效性和可实现性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略术语

声明

第1章 引 言

1.1课题背景介绍

1.2课题研究的内容和意义

第2章TDD系统的调度技术研究

2.1 MAC功能简介

2.1.1 MAC子系统功能

2.1.2 MAC层功能实体构架

2.1.3下行传输信道与逻辑信道

2.2与调度相关的物理层技术

2.2.1多重复合帧结构

2.2.2基本资源块

2.2.3链路自适应

2.3 HSDPA中的调度算法

2.3.1算法的原理

2.3.2轮询调度算法

2.3.3最大载干比调度算法

2.3.4正比公平调度算法

2.4 HSUPA中的调度算法

第3章 自适应调度算法的设计和实现

3.1基本设计思想

3.2调度需求分析

3.2.1调度信息的传输过程

3.2.2调度周期

3.2.3资源分配持续时间

3.2.4多天线技术对调度算法的影响

3.2.5 HARQ机制

3.2.6业务类型的划分

3.3单天线调度算法

3.3.1 AMC参数

3.3.2调度优先级排序过程

3.3.3预分配算法

3.3.4 Localised方式资源分配过程

3.3.5 Distributed方式资源分配过程

3.4多天线调度算法

3.4.1资源预分配算法

3.4.2 HARQ初始传输的Localized资源分配

3.4.3 HARQ重传的Localized资源分配

3.4.4多码字模式下的算法改进

3.5编码实现

3.5.1运行与支持环境

3.5.2 MAC子系统进程划分

3.5.3 tMAC_DLS流程描述

3.5.4函数规划

3.5.5模块划分

第4章半持续调度算法的设计

4.1 VoIP业务模型介绍

4.2 VoIP业务的调度算法

4.3仿真方法及流程

4.3.1基本仿真假设

4.3.2开销和可用资源评估

4.3.3功率控制方法

4.3.4时延及HARQ

4.3.5仿真流程

4.4半持续调度算法的实现

4.4.1语音业务包的初始传输

4.4.2语音业务包的重传

第5章仿真与实现结果分析

5.1运行工具

5.2仿真结果及其分析

5.2.1 Set 3下仿真结果

5.2.2 16QAM 1/2Rate下仿真结果

5.2.3新添加组合

5.3实现结果

第6章结论

6.1工作总结

6.2待解决的一些问题

参考文献

致谢

作者攻读硕士学位期间发表的论文