LTE-A载波聚合技术的资源分配方案研究

摘要

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)系统对传输带宽的更高要求以及日益紧俏的频谱资源使得载波聚合(Carrier aggregation,CA)技术成为LTE-A系统关键性技术之一。载波聚合情况下的资源调度因为系统具有的多成员载波而变得更加复杂。另一方面,由于LTE系统所具有业务质量(Quality-of-Service,QoS)保障机制,LTE中基于QoS的资源调度已成为一个非常重要的研究方向。
　　本文通过对载波聚合部署场景的分析和仿真,提出载波聚合部署场景下的具有QoS保障性能的双模式调度算法。首先,本文介绍了课题的背景和研究目的及意义,给出了LTE-A系统中载波聚合技术的研究现状及目前无线资源调度算法在LTE-A系统中的应用情况。接着对LTE-A系统的无线协议架构和动态调度过程进行了介绍和分析,并根据LTE-A的频段部署方案,对成员载波的聚合方式进行了介绍和举例。在对第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)相关协议中提出的载波聚合的部署场景进行了详细分析的基础上,构建了CA场景3系统模型。在所构建的系统模型中,本文还从频率和方向角对资源块的影响进行了分析和仿真,并对用户在不同成员载波上平均信道质量指示标识(Channel Quality Indicator,CQI)的联合概率分布进行了理论推导,推导得出了CA场景3系统的吞吐量极值,并对系统的公平性进行了分析。
　　其次,我们提出了一种双模式可配置调度算法,即CD(Configurable Dual-mode)算法。该算法是一种在折中系统吞吐量和用户公平性的同时,兼顾用户QoS保障的调度算法。本文在对CD算法的仿真中验证了算法的三个可配置参数的有效性。在此基础上,为了全面分析CD算法的性能,我们还对CD和比例公平算法在多种场景下进行了性能仿真。
　　最后,本文针对CA场景3提出了两种载波级调度算法:基于载波预选的CD算法(Pre-selected Carrier Configurable Dual-mode,PsC-CD)和固定载波预选CD算法(Fixed-selected Carrier Configurable Dual-mode,FsC-CD),并对其在不同场景下的性能进行了仿真分析。本文还就频带间载波聚合场景下的调度算法进行了研究,提出了最大偏差载波优先(Maximum Deviation Carrier First,MDCF)载波调度算法,并对该算法性能进行了仿真分析。在对CA场景3边缘吞吐量增强性能的仿真分析中,本文验证了其性能的优越性。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2国内外研究现状分析

1.3本文研究内容和组成结构

第2章 LTE-A系统中动态调度过程及载波聚合技术

2.1 LTE-A系统动态调度过程及研究假设

2.2载波聚合技术

2.3场景及系统模型的构建

2.4本章小结

第3章 基于QoS保障的调度算法设计及性能分析

3.1 CD算法

3.2 CD算法可配置性能的仿真及分析

3.3 CD与PF算法的性能比较及分析

3.4本章小结

第4章 载波级调度算法设计及性能分析

4.1载波级调度CD算法

4.2频带间聚合场景下的算法研究

4.3 CA场景3边缘吞吐量分析

4.4本章小结

结论

攻读硕士学位期间研究成果及参与项目

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