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TD-LTE系统无线资源管理的算法设计与仿真

程履帮  
【摘要】:LTE作为B3G的主要技术制式,目前在国际上已开始商用。TD-LTE是TD-SCDMA的演进技术,在频率资源受限的的情况下,也可以灵活地组网。因此,TD-LTE技术广受关注。资源调度和小区间干扰协调是LTE系统的主要技术难点,影响系统的容量和性能。RRM(Radio Resource Management,无线资源管理)的研究对象是移动通信系统的空中接口资源,目的是希望在无线资源有限的情况下,在保证一定的规划覆盖和QoS (Quality of Service,服务质量)的需求下,尽可能为更多的用户提供服务。如果没有良好的RRM技术,再先进的无线传输技术也无法发挥它的优势,甚至可能导致系统无法正常运转。而对于TDD系统,因为上下行位于同一频段,且对同步需求更高,因此对RRM的性能需求更高。 本文的第一、二章简述了TD-LTE系统的背景及OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)系统关键技术特征,指出了RRM算法研究的目标以及本课题研究的方向。 第三章对LTE业务信道以及控制信道的调度与资源分配进行研究。对于业务信道,本文提出了一种改进的RAD (Required Activity Detection,要求行为监测)算法,可以有效的支持混合业务的QoS要求,以BE(Best Effort,尽力)与VoIP业务为例进行了仿真分析。对于控制信道的调度与资源分配,本文考虑了PCFICH (Physical control format indicator channel,物理控制格式指示信道)与PHICH (Physical hybrid-ARQ indicator channel,物理混合重传需求指示信道)对PDCCH (Physical downlink control channel,物理下行控制信道)功率分配的影响,推导出了PDCCH等效数据导频比,并给出了PDCCH功率调整与CCE (Control Channel Element,控制信道单元)资源冲突检测的方法。通过仿真分析,所提出的方法能有效的提高控制信道的容量。 本文还对层三相关的RRM问题进行了研究,具体包括ICIC (Inter-Cell interference cooperation,小区间干扰协调)和LBC (Load Balance Control,负载均衡控制)。通过对TD-LTE系统小区间干扰问题的研究,提出了半静态ICIC算法,该算法能够较好地根据用户数变化调整资源分配方案,获得良好的系统性能;而对用户划分标准的研究,则对系统性能的优化,给出了实现的设计方法。基于3GPP规范已确定的标准,提出了一种将静态资源划分与动态ICIC信息交互相结合的SFR (Soft Frequency Reuse,软频率复用)-DICIC算法,对于除小区负载较轻的情况外,该算法均能提供较好的性能。 随着业务多样化以及用户数的增加,负载均衡对系统性能提升的影响越来越突出,本文针对TD-LTE系统内负载均衡问题展开了研究。设计了完整的负载均衡算法,仿真结果表明,合理的参数配置对LBC算法性能的提升至关重要,同时由于负载均衡过程需要X2接口信令的支持,过多的信令传输必然造成系统资源浪费。由本文提供的仿真结果可知,在负载较低时,启动LBC算法与不启动LBC算法的系统性能接近,而负载逐渐增加后,启动本论文提出的LBC算法,系统有显著的提升。 最后,论文做了总结以及指出了继续深入研究的方向。


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