基于功率控制和优先级的LTE-A全双工系统资源分配技术

发布时间：2017-12-15 08:12

  本文关键词：基于功率控制和优先级的LTE-A全双工系统资源分配技术

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【摘要】：日益多样化的网络应用带来了移动互联网流量的飞速增长,但同时也对移动通信的速率和带宽提出了更高的要求。如何在有限的频谱资源上提供更高的通信速率和系统吞吐量,成为未来无线通信技术面临的核心问题。近年来提出的同频同时全双工技术(CCFD)作为一种提高频谱效率的有效途径成为了研究热点。实现同频同时全双工的技术关键是实现设备的自干扰消除。从研究现状来看,现有的消除方案对收发设备有很多改进要求,而且效果还不是很好。所以本文改变CCFD资源分配模型,使每个资源块可以在同一调度周期内被一个用户的上行和另一个用户的下行各使用一次,这样就把用户端的自干扰问题转变为用户间干扰问题,仅需基站实现自干扰消除即可。受路径损耗影响,用户间干扰的主要因素是用户间距和发射功率。当用户间距足够大或者用户发射功率足够小时,用户间的干扰就会很小甚至忽略不计,本文所设计的算法也是重点考虑这两个因素。本文首先设计了一种基于功率控制的LTE-A系统全双工资源分配算法。该算法先采用比例公平算法进行下行资源分配;然后依次为每个资源块选择上行用户,共分三步完成。首先依次计算每个用户在当前资源块的最佳发射功率,即用户使用当前资源块并以该功率发送上行信号时,不会对使用该资源块的下行用户造成影响;然后计算所有用户使用当前资源块并以该功率发送上行信号时,信号到达基站的信号强度,最后根据改进的PF式求出所有用户在当前资源块的优先级,并为该资源块选出最合适的用户。上述算法的下行资源分配过程优先于上行资源分配过程,可能会导致用户上下行业务流量非常不对等,难以满足视频通话等业务。针对此问题,本文又设计了一种基于统一优先级的LTE-A系统全双工资源分配算法。本算法分别计算出每个用户在所有资源块上的上行平均速率和下行平均速率,然后计算出每个用户的上行业务PF值和下行业务PF值,再对所有业务进行统一优先级排序,最后按照优先级顺序依次为每个UE业务分配合适的资源块,分配同时要避免对已分配资源用户造成信号干扰。本文设计的两个算法在应用到CCFD小区后,都会带来频谱利用率和吞吐量的提升。前者以下行资源分配为主,上行资源分配为辅,偏重于系统的吞吐量;而后者对所有上下行业务按照优先级统一分配资源块,相比较前者可能会损失部分吞吐量,但却使每个用户的上下行流量具有很好的公平性。本文设计的两个算法复杂度较低,适合于实际应用。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5

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本文编号：1291234