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《北京邮电大学》 2015年
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基于离散频谱的资源调度算法研究

张雅君  
【摘要】:3GPP紧跟ITU给出的IMT-Advanced系统工作计划,启动了名为3G长期演进高级系统(]LTE-Advanced)的标准化项目。相比LTE系统,LTE-Advanced系统引入载波聚合(Carrier Aggregation, CA)、中继(relay)、协作多点传输(Coordinated Multiple point transmission, CoMP)、多天线增强(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)等关键技术。无线频谱资源有限且宝贵,以往传统的连续频谱分配方式会产生大量频谱碎片,若不能充分利用有效管理,必造成频谱利用率低下,支持机会频谱接入的认知无线电技术有效解决了这一问题。同时,未来无线通信系统中离散的频谱资源分配现状很难满足更高带宽、更高速率以及更高QoS性能的数据传输需求,即当前的静态频谱分配方式无法满足LTE-Advanced系统100MHz带宽的频带需求。本文课题的研究正是基于认知LTE-Advanced网络的资源调度机制进行的。 本文首先梳理了课题的研究背景,阐述了课题的研究意义,并说明了全文的结构安排。在对国内外研究现状分析中,着重对面向载波聚合技术和面向Relay技术的资源调度机制进行了论述,并在此基础上提出改进创新,在载波聚合系统和Relay网络中分别提出了基于多业务模型的资源调度机制。 在认知LTE-Advanced场景下提出了一种面向载波聚合技术的资源调度机制:基于多业务的独立随机用户调度机制QSRUS(QoS-based Separated Random User Scheduling),对两种经典的载波调度方案在性能优势和实现复杂度方面进行了折中。该算法构建了对应于四类业务模型的优选频段列表,在CC级调度阶段采用负载均衡方案,RB级调度阶段设计多业务统一效用函数对候选用户的调度优先级进行排序。仿真结果表明,该算法具有较好的调度公平性、QoS性能及系统吞吐量,同时降低了切换频率和系统开销,是一种适用于载波聚合系统的有效的载波调度机制。 同时,针对Relay网络中两跳链路对资源争夺的特点,本文通过改进传统调度算法在QoS性能保障方面的缺陷,提出了一种在认知LTE-Advanced中继系统中的载波资源调度算法:基于多业务的两步比例公平算法QTHPF (QoS-based Two Hop Proportional Fair)。通过四类业务优选频段列表的建立及多业务统一效用函数的构造,在保障多种业务模型的QoS需求及差异业务调度公平性的基础之上,提高系统吞吐量,降低平均切换频率,优化系统整体性能。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN929.5

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