面向C-RAN的LTE系统MAC层算法研究

发布时间：2020-11-06 09:49

　　 本课题是在C-RAN网络架构下对LTE通信协议栈MAC层调度算法的研究。在MAC层的无线资源调度算法研究中,重点关注优化上行资源分配和研究下行资源调度算法。调度算法的优劣直接关系到LTE通信系统协议处理能力,对整个LTE系统具有重要的意义。在上行资源分配算法中普遍缺乏资源最佳匹配,资源利用率不高的问题。针对该问题本课题采用RME算法与图论中Kuhn-Munkres算法相结合,完成TD-LTE上行资源分配任务。并对提出的算法进行仿真验证,通过与其它算法对比发现:本课题提出的算法在资源吞吐量和资源利用率方面都有所提升。在下行资源调度算法研究中,常见的算法缺少考虑在实际混合业务场景下的调度需求。针对该问题本课题不仅考虑非实时业务下的非实时特性需求,还要兼备实时业务的实时特性。以此来支持多个用户、多种业务的高效稳定传输。通过仿真对比,本课题提出的算法在时延和吞吐量方面均表现良好。本课题除了对MAC层资源调度算法进行研究之外,在理解MAC层关键技术基础之上,对MAC层各个子模块进行开发。本课题主要工作如下:1.提出一种优化上行资源分配新算法,传统的上行资源块预分配算法中存在的系统吞吐量低,实际资源利用率不高。设计一种高效的预分配算法,旨在提高系统吞吐量,保证数据传输速率,进而提升资源利用率。2.设计一种适应于多种业务混合场景的下行调度算法。综合考虑实时性与非实时性的特点。既要考虑实时业务中对时延要求高的用户进行优先分配资源,同时对于未达到业务最小速率的用户提供服务机会,提高获得资源的可能性。并在分配资源过程中引入用户实际传输业务量的考虑,最大限度的提升非实时业务的吞吐量,减少资源的浪费。3.开发LTE系统MAC层通信功能子模块,本课题将对各个功能模块进行开发设计,实现协议规定的用户面和控制面的通信功能。整个系统模块开发使用C语言在linux系统操作平台完成,并在硬件和软件平台上完成对MAC层通信功能单元测试和集成测试。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

第一章 绪论究背景及意义几年，移动用户量的不断增加，用户需求从单一的短信电话业务提升为实、网上社交业务、游戏业务等这些密集数据量业务。据工信部发布的《20济运营情况》显示：仅 11 月当月户均移动互联网介入流量达 2.39G，比去50.9%[1]。图 1.1 是 2016 年 11 月至 2017 年 11 月移动互联网接入流量和户接入流量情况。随着日益增长的接入流量，目前常见的蜂窝式接入网架构，用户的体验度不断下降，甚至严重影响了通信系统的性能稳定。而且在架构下存在着不同的基站间、网络间软硬件资源不能共享的瓶颈[2]。为了问题中国移动提出 C-RAN 接入网架构，是目前最能满足 5G 要求的接入

图 1.2 C-RAN 网络架构AN 与分布式基站对比在远端无线射频单元和基带处理单元的连接关系上再是单一的固定连接关系，而是利用虚拟的基带基站来处理远端无线射频接收信号，这种操作优势在于处理远端无线射频单元信号使用实时虚拟技源，可以使资源达到全局最优利用。虚拟技术是通过基带池中的处理器构射频单元不属于任何一个基带处理单元实体[4]。 1.2 的 C-RAN 架构中与传统蜂窝网络另一个明显不同是对远程站点的基U）的改变。在蜂窝架构中，会利用基带单元去处理互联网协议、多协议功能N 架构下会把 BBU 集中在虚拟 BBU 池中，这样做可以提高处理效率、降减少资源消耗、促进可扩展性等优势。再加上远程射频头（RRH）的模数转、滤波等功能，以超过 1Gbps 的速度快速连接到 BBU 池，更好的减少时用云计算能力可以处理更加复杂的控制任务。所以 C-RAN 架构可以完美络中。

E 系统介绍TE 网络架构E 标准由 3GPP 开发，它继承了众多 3GPP 早起开发的标准（UMTS 和 HSP义上说，它反映了这些技术的进步，是在这些技术的基础上推出的准 4G 系化工作最终于 2008 年完成（3GPP 发布版本 8）[18]，R8 版 LTE 标准晚些R9 版，并随后技术更新为 R10 版，也就是我们熟知的 LTE-Advanced 标准现在谱效率、峰值速率以及用户体验相关方面。LTE 的各个要求涵盖了演统架构的两个基本组件：UMTS 陆基接入演进（E-UTRAN），核心分组C）。整个系统的目标主要包括：系统容量和覆盖扩展、高峰值数据传输率户面和控制面）、多天线支持、成本节约等。LTE 系统是一种纯分组系统，构具有以下三个主要部分：核心分组网演进（EPC），UMTS 陆基接入RAN），用户设备（UE）。三部分的结构关系以及三者之间的通信接口如图
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘凯;丁璐;赵建业;刘志敏;;基于拍卖算法的TD-LTE系统上行资源分配算法[J];无线电通信技术;2015年04期

2 李庆;王丽萍;李希洋;;用于TD-LTE系统的一种上行调度新算法[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2014年01期

3 田霖;翟国伟;黄亮;周一青;石晶林;;基于集中式接入网架构的异构无线网络资源管理技术研究[J];电信科学;2013年06期

4 叶培青;李莉;周小平;陈小丹;;基于Kuhn-Munkres算法保证认知用户QoS的动态频谱分配[J];上海师范大学学报(自然科学版);2013年02期

5 陈磊;卢军;印翀;;LTE基于QoS业务的比例公平调度算法研究[J];光通信研究;2012年05期

6 曾宇辉;朱光喜;吴伟民;王喆;;LTE系统中上行资源调度算法研究[J];小型微型计算机系统;2012年05期

7 付泓;杨福波;高秀娥;;基于C-RAN的无线网络架构分析[J];电脑知识与技术;2012年07期

8 郎为民;杨德鹏;李虎生;;LTE-Advanced标准化进展[J];数据通信;2012年01期

9 姚丹;崔维嘉;季仲梅;;基于QCI优先级的分组调度算法[J];计算机工程;2011年09期

10 郑培超;贾韶军;宋瀚涛;莫笑丽;;LTE系统上行保证服务质量的分组调度算法[J];电子科技大学学报;2009年02期

相关博士学位论文 前1条

1 朱锐意;LTE系统资源动态分配算法研究[D];中国科学技术大学;2016年

相关硕士学位论文 前7条

1 孙灵芝;LTE系统中MAC层调度与HARQ的研究[D];北京交通大学;2014年

2 唐益文;LTE资源调度算法研究及仿真平台资源调度模块搭建[D];北京邮电大学;2014年

3 黑春霞;LTE-A中下行MAC层控制机制的研究与实现[D];北京邮电大学;2014年

4 叶培青;基于认知用户QoS及信道特征的动态频谱分配[D];上海师范大学;2013年

5 王晓婷;OFDMA中继系统的资源调度算法研究[D];北京邮电大学;2013年

6 刘博;LTE中基于QoS的下行分组调度算法的研究[D];吉林大学;2011年

7 周园;LTE系统中MAC子层下行调度算法研究[D];西安电子科技大学;2009年

本文编号：2872980