无线资源管理中的前向链路带宽分配策略研究

论文摘要

当前,3G技术已经在国内外进入商用阶段。在以CDMA技术为核心的3G网络平台上,整合应用3G增强型技术,增强网络对无线数据业务的支持能力是今后移动宽带网络发展的主要模式,增强3G网络对各种无线数据业务的QoS支持能力成为网络优化与升级的主要目的。无线资源管理是充分发挥网络性能、保障业务QoS的关键技术之一,前向链路带宽分配策略直接关系到系统的资源利用率和用户得到的数据速率,无线数据业务的增长无疑会给现有3G网络中的前向链路带宽分配算法提出更高的要求。本文主要研究了当前3G技术中的前向链路带宽分配策略。内容主要包括OVSF-CDMA系统中的码分配算法研究和前向时分复用系统中的分组调度算法研究。在OVSF-CDMA系统中,OVSF码是支持多速率业务的关键技术,其分配算法的优劣直接影响到系统的服务性能。3GPP协议支持多码分配算法,在描述码分配的基本原则后,给出了一个用于计算最佳分配码字的快速算法。本文详细分析了该算法的局限性并提出了一个普遍适用的最佳分配码字快速算法。为消除OVSF-CDMA系统中的码阻塞,重分配概念被引入码分配过程中,它在提高系统平均资源利用率的同时,也给系统带来额外的计算负担和信令开销。为减少这种负担与开销,本文就重分配控制提出了一种以重分配系数为控制门限的控制算法。在上述研究基础上本文又提出了一种实用的多码自适应重分配算法——MARC算法。该算法利用重分配门限控制算法将系统的重分配系数保持在门限值附近,并通过外环控制机制对门限值进行调节,使系统在降低码阻塞率的同时,能够减轻重分配对系统造成的不利影响。仿真结果表明,MARC算法在系统性能上与DCA算法相当,但在重分配性能上优于DCA算法。在前向链路采用时分复用技术时（如HSDPA、1xEV-DO等）,带宽分配是由前向分组调度算法来完成的。实际系统中,调度算法的实现受到物理层协议、MAC层协议及其它一些技术因素的影响。本文研究了HARQ、PDMA等技术对调度算法性能的影响,提出了一个偏向于敏感延迟业务（如VOIP）的改进型PFS算法。MARC算法在已经商用化的CMT复合移动通信系统及其衍生产品中得到了应用,它使CMT系列产品在系统容量上得到较大改善。

论文目录

• 表目录
• 图目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.1.1 移动通信系统的发展
• 1.1.2 目前3G 发展状况及特点
• 1.1.3 研究带宽分配策略的意义
• 1.2 技术发展现状
• 1.2.1 OVSF 码分配算法研究现状
• 1.2.2 前向分组调度算法的研究现状
• 1.3 论文的主要贡献
• 1.4 论文的主要研究内容与组织
• 第二章 码分配基础及已有算法介绍
• 2.1 码分配算法基础
• 2.1.1 CDMA 系统的扩频码
• 2.1.2 OVSF 码树
• 2.1.3 码资源描述
• 2.1.4 码分配基本原则
• 2.1.5 码阻塞与码碎片
• 2.2 已有算法介绍
• 2.2.1 可用码选取算法回顾
• 2.2.2 单码分配算法回顾
• 2.2.3 多码分配算法回顾
• 2.2.4 已有算法存在的普遍问题
• 2.3 本章小结
• 第三章 OVSF-CDMA 中重分配控制研究
• 3.1 码分配算法模型
• 3.1.1 系统及业务模型
• 3.1.2 CTMDP 模型
• 3.1.3 平均资源利用率与呼叫阻塞率
• 3.2 DCA 算法及性能分析
• 3.2.1 DCA 算法模型
• 3.2.2 DCA 算法的性能
• 3.2.3 DCA 算法的不足
• 3.3 重分配控制参数
• 3.3.1 基本命题
• 3.3.2 散乱系数
• 3.3.3 重分配系数
• 3.4 重分配控制
• 3.4.1 重分配的分类
• 3.4.2 门限控制机制
• 3.4.3 控制门限的外环控制机制
• 3.4.4 重分配算法的性能描述
• 3.5 本章小结
• 第四章 MARC-多码自适应重分配算法
• 4.1 最佳分配码字的计算
• 4.1.1 3GPP 协议中的快速算法
• 4.1.2 改进型快速算法
• 4.2 MARC 中码的选取算法
• 4.2.1 码的状态管理
• 4.2.2 crowded-first 选取算法的实现
• 4.2.3 重分配目标码的选取算法
• 4.3 MARC 算法描述
• 4.3.1 MARC 算法优点
• 4.3.2 MARC 算法的具体策略
• 4.4 性能仿真
• 4.4.1 仿真条件
• 4.4.2 仿真结果
• 4.4.3 结论
• 4.5 MARC 算法的应用
• 4.6 本章小结
• 第五章 时分复用系统中的前向分组调度算法研究
• 5.1 1xEV-DO Rev A 介绍
• 5.1.1 前向时分复用
• 5.1.2 AMC
• 5.1.3 HARQ
• 5.1.4 速率控制
• 5.1.5 虚拟软切换
• 5.2 分组调度算法
• 5.2.1 前向调度的数学描述
• 5.2.2 比例公平调度算法
• 5.2.3 其它调度算法
• 5.3 Rev A 中PFS 的实现与改进
• 5.3.1 Rev A 中的影响调度算法的技术因素
• 5.3.2 调度过程中的时隙管理及用户管理
• 5.3.3 RevA 中PFS 的具体实现步骤
• 5.3.4 Rev A 中PFS 算法的性能仿真
• 5.3.5 Rev A 中PFS 调度算法的改进
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间完成的主要工作
• 缩略语列表