新一代移动通信系统分组调度算法的研究

论文摘要

近年来移动通信技术得到了高速的发展,新一代移动通信系统的研究也随之应运而生。由于无线网络能够提供的带宽资源是非常有限的,如果想要在新一代移动通信系统中支持更高速率的数据传输、更可靠的QoS保障以及更丰富的业务类型,就必须设计出更好的无线分组调度算法,来进行无线资源的调配和优化,在尽量低的复杂度的基础上,使有限的带宽能够得到尽可能充分和合理的利用,提高系统性能的上限。本文对B3G/4G系统中的分组调度算法做了较为深入的研究,在第二章中介绍了本文所使用的基于LTE系统级需求的仿真平台。在第三章中,提出了一种基于二次分配的增强型调度算法,通过对无线资源进行预分配和二次分配,以少量提高运算复杂度的代价,来实现更为合理的调度和无线资源的优化。第四章通过对B3G/4G系统中的多用户MIMO调度算法进行研究,提出了一种基于容量的混合式MIMO-OFDM调度算法,可以在小区用户数较少时达到较高的系统容量,并在小区用户数较多时,以较低的运算复杂度达到接近多用户最优调度算法的性能。通过对仿真结论的分析,又提出了两点设想:一种基于系统负荷的动态调度算法和一种基于QoS的混合式调度算法,并分析了这两种算法的优缺点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无线蜂窝网发展概述
• 1.2 新一代移动通信系统中的MIMO-OFDM 技术
• 1.2.1 OFDM 的基本原理
• 1.2.2 MIMO 的基本原理
• 1.2.3 MIMO-OFDM 系统结构
• 1.3 无线资源分组调度算法研究概述
• 1.3.1 分组调度算法所面对的主要问题
• 1.3.2 调度算法的发展
• 1.3.3 分组调度的经典算法
• 1.3.3.1 轮询算法（RR）
• 1.3.3.2 最大载干比算法（Max C/I）
• 1.3.3.3 比例公平算法（PF）
• 1.3.4 MIMO-OFDM 系统的无线资源调度研究现状
• 1.4 本文主要工作和结构安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 仿真平台介绍
• 2.1 设计原理和系统构架
• 2.2 仿真平台概述
• 2.3 小区模型
• 2.4 UE 运动模型
• 2.5 传播模型
• 2.5.1 路径损耗
• 2.5.2 阴影衰落
• 2.6 分组调度模块介绍
• 2.6.1 无线资源配置
• 2.6.2 关键算法和函数设计
• 2.6.2.1 轮询算法RR
• 2.6.2.2 最大载干比（Max C/I）和比例公平（PF）算法
• 2.7 本章小结
• 第三章 B3G/4G 系统中的单用户MIMO 调度算法研究
• 3.1 单用户MIMO 系统模型
• 3.2 多载波系统中SU-MIMO 调度算法研究
• 3.2.1 单用户MIMO-OFDM 系统调度介绍
• 3.2.2 一种基于二次分配的增强型调度算法
• 3.2.2.1 基本思想和主要步骤
• 3.2.2.2 增强型PF 算法过程具体描述
• 3.3 性能仿真与结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 B3G/4G 系统中的多用户MIMO 调度算法研究
• 4.1 多用户MIMO 系统介绍
• 4.1.1 多用户MIMO 系统原理概述
• 4.1.2 下行MU-MIMO 系统模型
• 4.1.3 MU-MIMO 的空分多址技术
• 4.1.3.1 线性预处理
• 4.1.3.2 污纸编码
• 4.2 多载波系统中MU-MIMO 调度算法简介
• 4.3 一种基于容量的混合式MIMO-OFDM 系统调度算法
• 4.4 性能仿真与结果分析
• 4.5 关于混合式调度算法的进一步设想
• 4.5.1 一种基于系统负荷的动态调度算法
• 4.5.2 一种基于QoS 的混合式调度算法
• 4.6 本章小结
• 第五章 全文总结与展望
• 5.1 全文主要贡献
• 5.2 目前存在问题以及下一步研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果