WCDMA系统中的HSDPA分组调度算法研究

论文摘要

高速下行分组接入（HSDPA）是WCDMA的演进技术,在3GPP R5规范中提出。HSDPA的主要目标是减小物理层传输时延,增加用户设备（UE）的峰值数据速率、提高下行链路的频谱利用率以及整个小区的吞吐量。HSDPA通过使用自适应调制编码、混合自动重传请求、快速分组调度等关键技术,能够在原有WCDMA的5MHz带宽基础上来提高下行数据的传输速率。HSDPA支持流类,交互类以及背景类等多种业务。不同的业务具有不同的服务质量（QoS）要求,如对最大分组时延、最大可接受的丢包率、最小数据速率的要求都各不相同。HSDPA Mac-hs调度器设计有三大目标:一是保证各类业务的QoS要求,二是保证用户之间的公平性,三是使系统的资源利用率达到最大,这都需要借助于分组调度算法来完成。本文首先概述了HSDPA系统的特点和对调度的要求,并对其物理层和MAC层进行了分析。然后总结了分组调度算法的概念和原理,并对现有的几种经典算法进进行了分析比较,包括支持非实时业务和实时业务的分组调度算法。在此基础上,针对HSDPA多业务应用场景,提出了一种改进的分组调度算法。该分组调度算法在保证每种业务的QoS的同时,兼顾了公平性和分组时延限制。我们在包含流类、交互类以及背景类业务的应用场景里对该算法进行了仿真。最后结合仿真结果对提出的HSDPA分组调度算法的性能进行了全面地分析与比较。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 移动通信系统概述
• 1.1.2 移动通信系统的无线资源管理（RRM）概述
• 1.2 本课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外在该方向的研究现状
• 1.4 现有分组调度算法的不足
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 WCDMA系统中的HSDPA技术
• 2.1 WCDMA系统概述
• 2.2 HSDPA技术概述
• 2.3 HSDPA的协议结构
• 2.4 物理层分析
• 2.4.1 HS-PDSCH信道
• 2.4.2 HS-SCCH信道
• 2.4.3 HS-DPCCH信道
• 2.4.4 HSDPA物理层工作过程
• 2.5 MAC层分析
• 2.6 HSDPA关键技术
• 2.6.1 自适应调制编码技术
• 2.6.2 混合自动重传请求
• 2.6.3 快速调度技术
• 2.7 本章小结
• 第3章 HSDPA分组调度算法
• 3.1 HSDPA业务概述
• 3.1.1 HSDPA QoS概述
• 3.1.2 HSDPA适合业务
• 3.2 分组调度概述
• 3.3 HSDPA中的分组调度
• 3.4 支持非实时业务的分组调度算法
• 3.4.1 轮询（Round Robin）算法
• 3.4.2 最大C/I （ Maximum C/I）算法
• 3.4.3 正比公平算法
• 3.5 支持实时业务的分组调度算法
• 3.5.1 EDF算法
• 3.5.2 LWDF与M-LWDF算法
• 3.5.3 EXP-rule算法
• 3.6 改进的分组调度算法
• 3.7 本章小结
• 第4章 HSDPA分组调度算法仿真
• 4.1 概述
• 4.2 仿真平台简介
• 4.2.1 仿真平台的基本架构
• 4.2.2 UE运动和切换
• 4.2.3 信道建模
• 4.2.4 流量控制模块
• 4.2.5 分组调度模块
• 4.2.6 业务模型及仿真场景设置
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.4 仿真结果总结
• 结论
• 参考文献
• 致谢