高铁无线通信VoIP业务与多业务共存的资源调度算法

摘要

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)系统比其它蜂窝通信系统传输速率更快，时延更短，业务类型更丰富。为满足高铁用户对大容量多媒体业务的迫切需求，有必要将LTE-A技术引用到高铁无线通信系统中。对LTE-A系统，为了让有限的无线资源发挥最大的性能以提高系统容量，有必要研究适用于高铁场景下的高效无线资源调度算法。
　　对LTE-A系统而言，只有分组域，没有电路域，话音业务都是通过VoIP(Voice overInternet Protocal)来承载的。因此，提供有效的VoIP服务是LTE-A系统的基本要求。为提高高速列车无线通信系统性能，宜采用基于车载台的双跳链路模式;在这种网络架构下，地面基站通过车载台与列车用户进行无线数据传输。为此，现有蜂窝网中针对VoIP业务的资源调度算法并不太适用，很可能使系统性能降低。为此，结合高速铁路这一特殊场景和VoIP业务特征，本文提出了一种基于拼包思想的自适应MCS资源调度算法。为了评估资源调度算法的性能，本文在原有的基于IT++和Visual Studio2005的系统级仿真平台上，加入了资源调度模块和中断概率统计模块。系统级仿真结果表明，本文算法在中断概率和系统容量方面，性能比传统算法有所提升。
　　随着多媒体业务的迅速发展，高铁用户对诸如网页浏览、文件下载、视频会议等业务需求也快速增长，单纯的话音业务已不能满足乘客对无线通信系统的要求。LTE-A系统是支持多业务的通信系统，其中每个业务有自己的特征及QoS(Quality of Service)要求。当多个业务共存时，LTE-A的调度器按照业务QoS优先级进行资源调度，这种资源调度算法可能会造成系统资源浪费的问题。针对高铁场景的特殊网络架构，结合VoIP业务与FTP(File Transfer Protocol)业务的特征，本文提出一种将SINR进行排序的资源调度算法。系统级仿真结果表明，虽VoIP业务时延有少量增加（在业务可接受范围内），但获得了系统吞吐率的提升。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 LTE-A与高铁无线通信系统资源调度

1．2 无线资源调度国内外研究现状

1．3 论文主要工作及内容安排

第2章 高铁无线通信与LTE-A分组调度

2．1 高铁无线通信系统面临的主要问题

2．1．1 多普勒频偏

2．1．2 车体损耗

2．1．3 切换问题

2．2 LTE／LTE-A系统架构与技术指标

2．2．1 LTE／LTE-A系统架构

2．2．2 LTE／LTE-A技术指标

2．2．3 LTE-A技术升级

2．3 LIE／LIE-A资源分组调度概述

2．3．1 分组调度原理

2．3．2 LTE-A系统中的分组调度

2．4 本章小结

第3章 高铁场景下VoIP业务资源调度算法

3．1 VoIP业务模型与调度算法

3．1．1 VoIP业务模型

3．1．2 VoIP常用的资源调度算法

3．2 高铁车地通信系统级仿真平台

3．2．1 LTE-A系统级仿真平台组成与功能

3．2．2 高铁车地通信系统级仿真平台

3．3 高铁场景下改进的VoIP资源调度算法

3．3．1 高铁场景双跳链路通信网络

3．3．2 VoIP资源调度算法改进算法

3．3．3 仿真结果及分析

3．4 本章小结

第4章 高铁场景下多业务共存资源调度算法

4．1 LTE-A中多业务QoS的实现

4．1．1 QoS概述

4．1．2 LTE-A OoS的实现

4．2 LTE-A多业务资源调度算法

4．2．1 调度算法面临的问题

4．2．2 经典的资源调度算法

4．3 高铁场景下的改进多业务资源调度算法

4．3．1 改进的多业务资源分配算法描述

4．3．2 仿真结果及分析

4．4 本章小结

第5章 总结和展望

5．1 本文工作总结

5．2 论文的不足与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果