LTE系统中无线资源调度算法研究

论文摘要

LTE系统将朝着移动宽带化和宽带移动化的趋势发展,它将汇集蜂窝移动通信、固定宽带无线接入、移动宽带无线接入等系统,实现全IP架构、支持高速移动、满足多种业务需求、峰值速率可达100Mbit/s甚至1Gbit/s,真正满足任何人在任何时间、任何地点以任何方式进行通信。但随着用户数量和业务类型的不断增多,无线资源管理面临着更大的挑战。在LTE系统中,无线资源管理功能主要由分组调度算法来实现,研究先进的分组调度算法是提高数据业务吞吐量,保证用户间的公平性,满足业务QoS的根本。首先,本文对LTE系统进行了简单概述,讲述了无线资源管理及其分组调度的基础知识。包括无线资源管理的主要内容和LTE系统中的分组调度策略。然后,本文重点研究了LTE系统中三种经典的分组调度算法:最大C/I调度算法、轮循调度算法和比例公平调度算法,并且在单业务情况下,通过仿真比较了各个算法性能的优劣,仿真结果表明,轮循调度算法的公平性是所有调度算法中最好的,最大C/I调度算法的小区平均吞吐量和用户平均吞吐量是所有算法中最大的,比例公平调度算法兼顾了公平性和吞吐量是实际中可以应用的一种经典调度算法。最后,在对以上三种经典的调度算法系统研究的基础上,同时考虑多业务场景,对比例公平调度算法进行了改进,并通过仿真将改进的比例公平调度算法与三种经典的调度算法进行了比较。为了验证各种算法在多业务下的性能,本论文中在Motley-Keenan传播模型中加入了对实际移动台的呼叫、通话、移动、切换等过程的模拟,仿真路径损耗考虑了快衰和慢衰的影响,应用的是WWW数据业务和多媒体业务中的Near Real Time Video数据业务模型。仿真结果表明,如采用改进的比例公平调度算法,既能够很好的保证用户的公平性,同时又能够保证高的系统吞吐量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 3GPP LTE 产生背景
• 1.2 LTE 技术概述
• 1.2.1 LTE 技术特点
• 1.2.2 LTE 的系统结构
• 1.2.3 LTE 关键技术
• 1.3 资源调度算法的研究现状
• 1.4 论文的研究内容及结构安排
• 第2章 无线资源管理
• 2.1 无线资源管理概述
• 2.1.1 无线资源管理简介
• 2.1.2 LTE 无线资源管理特点
• 2.1.3 LTE 无线资源管理的工作原理及功能
• 2.2 无线资源管理的主要内容
• 2.2.1 功率控制
• 2.2.2 切换
• 2.2.3 接纳控制
• 2.2.4 负载控制
• 2.2.5 信道配置
• 2.3 本章小结
• 第3章 分组调度
• 3.1 分组调度概述
• 3.1.1 分组调度简介
• 3.1.2 无线分组调度
• 3.1.3 无线分组调度方式
• 3.2 LTE 的分组调度策略
• 3.2.1 LTE 中的分组数据业务
• 3.2.2 TCP 传送机制
• 3.2.3 LTE 的分组调度
• 3.3 分组调度与其他无线资源管理算法的关系
• 3.3.1 分组调度与接入控制
• 3.3.2 分组调度与负载控制
• 3.3.3 分组调度与切换控制
• 3.4 本章小结
• 第4章 LTE 调度算法研究
• 4.1 调度算法原理
• 4.1.1 调度算法总体流程
• 4.1.2 公平吞吐量调度
• 4.1.3 公平时间调度
• 4.1.4 C/I 调度
• 4.2 LTE 中的分组调度算法
• 4.2.1 最大载干比调度算法
• 4.2.2 轮循调度算法
• 4.2.3 比例公平调度算法
• 4.3 三种调度算法的仿真及其性能评价
• 4.4 本章小结
• 第5章 改进的比例公平调度算法研究
• 5.1 正比公平调度算法的改进
• 5.2 多业务下的调度策略
• 5.3 仿真结果及性能分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢