基于协作博弈的TDD-LTE资源调度算法研究

摘要

移动通信与宽带无线接入技术的融合是未来移动通信的需求。第三代合作伙伴组织(3GPP)启动了长期演进项目(LTE)，其技术目标包括显著提高峰值数据速率、频谱效率，降低延迟，可扩展带宽，全分组的包交换等。分组调度技术是在分组数据传输的基础上提供系统资源的分配和复用，它已成为LTE系统中的一个核心技术，在很大程度上决定了整个系统的性能。
　　 “博弈论”，也称为对策论，原来是数学的一个分支，但由于它很好的解决了对竞争等问题的可操作性分析，从而发展成为了经济学中的一个研究领域。随着移动通信的发展，如何利用有限的网络资源满足日益增长的用户需求，即如何分析解决系统资源的竞争问题是移动通信设备制造商和运营商亟需解决的问题，而博弈论为我们提供了这样一个工具。
　　 本文基于协作博弈理论，对TDD-LTE系统分组调度算法及功率控制算法进行了研究，以实现在保证一定公平性前提下系统吞吐量的最优化。本文首先介绍了与调度技术相关的LTE关键技术，然后介绍了分组调度技术原理及几种经典的调度算法，之后着重研究了基于协作博弈理论纳什议价解的分组调度算法，从理论推导到算法实现步骤做了详尽描述，最后通过计算机仿真，将本文的联合优化分配方案与其它分配方案进行了对比。通过仿真可知，该方案在系统吞吐量和用户公平性之间达到了一个很好的均衡，是一个较佳的算法。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 现代移动通信的发展

1.2 基于博弈的LTE分组调度技术的研究背景与意义

1.2.1 研究背景

1.2.2 研究意义

1.3 本文的研究内容及章节安排

第二章 与调度技术相关的LTE关键技术

2.1 LTE系统架构

2.2 OFDMA和LTE帧结构

2.2.1 OFDM技术基本原理

2.2.2 帧结构

2.3 链路自适应技术

2.3.1自适应调制与编码技术

2.3.2自适应功率控制技术

2.3.3 HARQ技术

2.4 本章小结

第三章 LTE资源调度技术及博弈论相关概念

3.1 调度原理

3.1.1 调度器

3.1.2 调度流程

3.1.3 调度的分类

3.1.4 调度相关的信令

3.2 分组调度算法

3.2.1 轮询算法

3.2.2 最大载干比调度算法

3.2.3 公平吞吐量算法

3.2.4 比例公平算法

3.3 博弈论及相关概念

3.3.1 博弈论的分类

3.3.2 博弈论的基本概念

3.3.3 博弈论在资源管理中的应用

3.4 本章小结

第四章 基于协作博弈的联合资源调度算法

4.1 基于协作博弈的网络资源分配系统模型

4.2 基于协作博弈的联合资源调度算法

4.2.1 时频资源分配

4.2.2 功率分配

4.2.3 联合优化算法

4.3 本章小结

第五章 TDD-LTE系统中联合资源调度算法仿真与比较

5.1 系统仿真条件与参数设置

5.2 静态系统性能仿真

5.2.1 仿真场景及仿真参数

5.2.2 仿真结果与分析

5.3 本章小结

第六章 结束语

6.1 本文完成的主要工作

6.2 展望

致谢

参考文献