LTE-A中繼蜂窩系統(tǒng)調(diào)度算法研究及性能評(píng)估.pdf

1、LTE-A系統(tǒng)在數(shù)據(jù)速率、頻譜效率、時(shí)延等方面具有比LTE系統(tǒng)更高的需求。為了達(dá)到LTE-A的性能要求,3GPP提出了多用戶MIMO、多點(diǎn)協(xié)同、載波聚合和中繼等增強(qiáng)型技術(shù)。其中,中繼技術(shù)可以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋、有效消除盲區(qū)、提高系統(tǒng)吞吐量,以及降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本,已成為L(zhǎng)TE-A系統(tǒng)中的研究熱點(diǎn)。而中繼的引入增加了新的數(shù)據(jù)鏈路,增大了系統(tǒng)的資源消耗,使系統(tǒng)中的資源調(diào)度和分配問題變得更加復(fù)雜,因此在中繼增強(qiáng)的蜂窩系統(tǒng)中進(jìn)行合理的資源調(diào)度以提高系統(tǒng)

2、性能,具有重要的研究意義。
　　本文首先詳細(xì)介紹了中繼技術(shù)并對(duì)中繼蜂窩系統(tǒng)進(jìn)行了概述,之后結(jié)合3GPP相關(guān)協(xié)議和提案,搭建了LTE-A TDD下行中繼系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái),為后文的調(diào)度算法研究奠定了基礎(chǔ),并重點(diǎn)闡述了各中繼增強(qiáng)模塊的設(shè)計(jì),包括小區(qū)拓?fù)淠Ｐ?、無線信道建模、天線模型、用戶生成和接入選擇、接收上行反饋、資源調(diào)度模塊、鏈路質(zhì)量模塊以及鏈路性能模塊。
　　其次,研究了傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的三種經(jīng)典調(diào)度算法:輪詢調(diào)度RR、最大載干比調(diào)

3、度MAX C/I和比例公平調(diào)度PF,并在建立的中繼系統(tǒng)仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了這三種算法,仿真結(jié)果顯示PF算法能獲得吞吐量和公平性的折中,達(dá)到相對(duì)較好的性能。
　　然后,重點(diǎn)研究了中繼蜂窩系統(tǒng)的資源調(diào)度算法,分析了中繼蜂窩系統(tǒng)中常用的自適應(yīng)分布式比例公平ADPF調(diào)度算法,ADPF不能有效地保證backhaul和access鏈路吞吐量的平衡,公平性較差。隨后本文提出了一種基于中繼緩存的兩跳平衡分布式調(diào)度算法TBDRC。在第一跳調(diào)度時(shí),基站根

4、據(jù)中繼的緩存信息自適應(yīng)調(diào)整平衡backhaul和direct鏈路占用的資源塊數(shù)目,以達(dá)到提高資源利用率、資源塊公平性和傳輸吞吐量的目的。在第二跳調(diào)度時(shí),中繼根據(jù)各中繼用戶的傳輸塊大小計(jì)算應(yīng)該給各中繼用戶分配的資源塊數(shù)目,避免了資源浪費(fèi),可以減少access和direct鏈路之間的干擾,提高用戶公平性。并在建立的中繼系統(tǒng)仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了ADPF和TBDRC算法。通過與PF和ADPF算法進(jìn)行仿真比較,驗(yàn)證了TBDRC能通過平衡backhau