3GPP LTE上行链路资源分配算法研究

论文摘要

随着各种互联网应用的蓬勃发展,现有的3G网络已经不能满足人满日益增长的需要。无线通信系统呈现出移动化、宽带化和IP化的发展趋势,在此形势下,国际电信联盟（International Telecommunication Union, ITU）提出了更高的要求--先进的国际移动通信（International Mobile Telecommunication-Advanced, IMT-Advanced）,也就是我们说的4G技术。全球主流的运营商都选择了LTE作为未来的网络演进方向,LTE已经成为未来最主要的4G标准。LTE（Long Term Evolution）,它是第3代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project,3GPP）的一个长期演进项目,成为3GPP LTE无线系统的物理层的核心技术,正交频分复用在无线通信系统中的核心地位是由OFDM技术的特性决定地,其抗多径干扰能力有利于消弱多径带来的干扰从而避免多径干扰给系统带来的通信质量的降低,同时频谱利用率也非常的高,有利于获得高的用户增益。本文首先对3GPP LTE进行总体概述接着介绍物理层采用的关键技术,随后详细介绍了3GPP LTE上行调度器的总体设计,包括3GPP LTE上行链路资源的划分、调度器、调度方式以及调度算法。在论述调度算法中,首先阐述了三种经典的调度算法：轮循算法、最大载干比算法和比例公平算法,重点论述了LTE采用的保证QoS的调度算法。并基于以上分析论述,提出了一种改进的比例公平调度算法PF。PF的优点在于可同时适用于实时业务和非实时业务,保证不同业务的QoS。本文在Matlab仿真平台上对三种经典的调度算法进行了仿真比较,得出了有意义的结论。最后重点对新的改进比例公平调度算法PF的仿真结果和性能提升进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 引言
• 课题研究的背景和意义
• 本文组织
• 第一章 绪论
• 1.1 3GPP LTE概述
• 1.1.1 3GPP LTE网络构架
• 1.1.2 3GPP LTE的演进目标和需求
• 1.1.3 3GPP LTE采用的物理层技术
• 1.1.3.1 OFDM技术基本原理
• 1.1.3.2 OFDM的技术优势
• 1.2 3GPP LTE上行链路资源分配特点
• 1.2.1 小区间干扰
• 1.2.2 动态子信道分配
• 1.2.3 分布式网络构架
• 1.3 本章小结
• 第二章 3GPP LTE上行链路调度模块的总体设计
• 2.1 3GPP LTE中上行调度资源划分
• 2.2 3GPP LTE的上行调度器
• 2.2.1 调度器在3GPP LTE无线接口协议栈中的位置和作用
• 2.2.2 调度器在eNodeB侧的上行调度过程
• 2.2.3 3GPP LTE中与上行调度相关的信令支撑
• 2.2.3.1 上行信道质量测量
• 2.2.3.2 上行调度请求
• 2.2.3.3 上行调度准许
• 2.2.4 调度器中HARQ技术的应用
• 2.2.5 调度器中上行探测参考信号的应用
• 2.3 3GPP LTE上行链路采用的调度方式
• 2.3.1 动态调度
• 2.3.2 持续调度
• 2.3.3 半持续调度
• 2.4 本章小结
• 第三章 3GPP LTE系统的调度算法
• 3.1 常见几种分组调度算法
• 3.1.1 最大载干比算法
• 3.1.2 轮循算法
• 3.1.3 正北公平算法
• 3.1.4 三种分组调度算法的比较
• 3.2 改进的PF算法
• 3.2.1 队列大小,QoS对上行链路资源分配的影响
• 3.2.2 重传次数对上行链路资源分配的影响
• 3.3 3GPP LTE上行链路的资源分配方式
• 3.3.1 集中式资源分配
• 3.3.2 分布式资源分配
• 3.4 资源分配类型
• 3.4.1 资源分配类型0
• 3.4.2 资源分配类型1
• 3.4.3 资源分配类型0和类型1比较
• 3.4.4 资源分配类型2
• 3.5 资源分配方式与资源分配类型间的关系
• 3.6 本章小结
• 第四章 3GPP LTE调度算法的仿真实现
• 4.1 引言
• 4.2 仿真平台功能及参数介绍
• 4.3 小区结构
• 4.4 多用户分布图
• 4.5 信道模型
• 4.6 干扰协调
• 4.7 发射机算法
• 4.8 仿真结果及分析
• 4.8.1 仿真目的
• 4.8.2 Max C/I、RR、PF仿真结果与分析
• 4.8.3 改进PF仿真结果与分析
• 4.9 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与的项目