基于QoS的LTE下行鏈路調(diào)度算法研究.pdf

1、無(wú)線多媒體業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，要求LTE系統(tǒng)具有高吞吐量、低時(shí)延和滿(mǎn)足用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量要求(QoS)的特性。這就使得有限的頻帶資源與不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求之間的矛盾日益嚴(yán)重。OFDM作為L(zhǎng)TE下行鏈路的核心技術(shù)之一，能夠顯著提高頻帶利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率，使系統(tǒng)能更加靈活的調(diào)度資源。因此在OFDM技術(shù)的基礎(chǔ)上，如何合理高效地調(diào)度資源并兼顧用戶(hù)QoS是一個(gè)需要研究的問(wèn)題。
　　論文首先介紹了LTE系統(tǒng)架構(gòu)、QoS機(jī)制以及LTE下行關(guān)鍵技術(shù)-O

2、FDM技術(shù)原理、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，分析了無(wú)線信道衰落特性，為后續(xù)建模仿真提供了理論支持。而后引入了兩個(gè)資源優(yōu)化分配準(zhǔn)則，即速率自適應(yīng)準(zhǔn)則RA和余量自適應(yīng)準(zhǔn)則MA。對(duì)這兩種準(zhǔn)則下的一些資源分配算法進(jìn)行了理論分析和性能仿真，其中包括單用戶(hù)資源分配的注水算法、貪婪算法，多用戶(hù)資源分配的MaxSNR+WPA算法、RR+EPA算法、Shen算法。在分析各個(gè)算法原理和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有LTE下行鏈路資源分配仍有許多待解決的問(wèn)題，如用戶(hù)間公平性較差、無(wú)

3、法保證QoS、效率低等。
　　重點(diǎn)研究了在LTE下行多用戶(hù)環(huán)境下，基于QoS的自適應(yīng)資源分配算法。針對(duì)這個(gè)研究方向，首先基于RA準(zhǔn)則將資源分配分為子載波分配與功率分配。在子載波分配過(guò)程中，首先依照RR算法為每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)子載波，再結(jié)合用戶(hù)目前信道狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)類(lèi)型、速率約束因子分配剩余子載波，速率約束因子可根據(jù)用戶(hù)業(yè)務(wù)類(lèi)型動(dòng)態(tài)調(diào)整，其決定了用戶(hù)速率的上限;在功率分配過(guò)程中，由于已經(jīng)完成了子載波的分配，此時(shí)RA優(yōu)化問(wèn)題可放松為一個(gè)

4、凸優(yōu)化問(wèn)題，結(jié)合已完成的子載波分配方案剔除增益噪聲比過(guò)小的子載波并以此作為一個(gè)約束條件簡(jiǎn)化該優(yōu)化問(wèn)題，化簡(jiǎn)至只有一個(gè)未知變量的情況下利用二分搜索迭代算法迭代出該問(wèn)題的最優(yōu)解，再利用該最優(yōu)解求出系統(tǒng)中每個(gè)用戶(hù)的動(dòng)態(tài)注水線，此時(shí)采用注水思想完成功率分配。
　　最后通過(guò)MATLAB仿真工具，從基站、用戶(hù)、噪聲、路徑損耗等幾個(gè)方面進(jìn)行建模，結(jié)合城市宏小區(qū)(Uma)場(chǎng)景參數(shù)配置以及3GPP36.942協(xié)議規(guī)范設(shè)置相應(yīng)仿真參數(shù)，搭建靜態(tài)LTE