LTE系统中最优用户调度和干扰协调机制的研究

摘要

各种新兴互联网应用的出现使得现有的3G网络已经不能满足人们日益增长的需求,无线通信系统呈现出移动化、宽带化、IP化的发展趋势。随着移动通信的发展,有限的频谱资源是限制系统性能提高的主要因素,如何尽可能的提高频谱效率是长期以来的研究热点。尤其是伴随WiMAX等宽带无线接入技术的不断发展与成熟,HSDPA技术无法满足未来更高带宽、高视频流等多媒体业务的需求。第三代合作伙伴计划(3GPP)制定了长期演进(LTE)系统方案[1],LTE长期演进计划是3GPP提出的具有更强竞争优势的无线接入技术,它可实现多带宽、高速率等性能指标,LTE采用MIMO、OFDM等先进的无线传输技术、扁平化网络结构和全IP系统架构。其物理层下行链路主要采用OFDM技术,小区间干扰问题成为需要解决的主要问题。
　　 论文首先分析了LTE的背景和发展状况,并通过研究LTE的网络结构与核心技术,总结出LTE的技术特征和性能优势。接着,对分组调度算法的分类、QoS指标和调度目标进行了介绍,并对现有的几种经典分组调度算法进行了深入的研究。通过对这些算法性能的分析,比较了它们的性能特点和应用局限。并对它们的性能进行了理论分析和实验仿真,通过仿真结果比较各种算法的优劣。
　　 之后对小区间干扰抑制技术进行了介绍,LTE系统中干扰的来源,干扰的危害,目前比较主流的干扰抑制技术。然后主要研究了小区间干扰协调方案,详细的介绍了几种频率复用技术,特别是软频率复用,从不同的方向介绍了软频率复用,对软频率复用进行了深入的研究。
　　 本文对软频率复用技术进行了深入研究,提出了一种基于负载量的动态干扰协调方案,结合使用不同的频率复用方案,实现了对小区内所采用的干扰协调技术进行动态的实时的调整,解决了静态干扰协调下的频谱利用率低,系统吞吐量低的问题,同时使小区内干扰协调的方式更加灵活,在LTE系统的进一步发展下具有较为广泛的应用前景。同之前的一些干扰协调方案相比,这种新方案有很多方面的优点。根据网络内负载量的不同,干扰程度的不同,动态的调整使用的频率复用方案;在软频率复用方案下,根据小区内边缘用户数与中心用户数的比值,动态调整中心区域与边缘区域的功率比。并通过仿真证明该方案的有效性和可行性,这种优化方案可以更好地满足3GPPLTE提出的性能指标要求,并通过仿真进行验证,仿真结果也说明优化方案可进一步提高系统容量及边缘用户的系统容量,提高频谱利用率。