LTE无线资源调度算法研究及NS-3仿真平台实现
发布时间：2017-09-29 15:41
本文关键词：LTE无线资源调度算法研究及NS-3仿真平台实现
更多相关文章： 长期演进项目 资源调度 分层网络 指数比例公平
【摘要】：随着各种类型无线应用的蓬勃发展,无线通信系统也呈现出宽带化及移动化的发展趋势。在此形势下,第四代移动通信技术发展迅速。长期演进(Long Term Evolution, LTE)项目在第三代移动通信(The3rd Generation Telecommunication,3G)基础上提出,它对3G的空中接入技术进行了改进,在满足更高频谱效率、更小时延和更高传输速率要求的同时,能够更好地满足各种业务的服务质量(Quality of Service, QoS)需求。 LTE提出了一系列领先的技术,其中重要的一点就是在传统宏蜂窝小区基础上,引入了不同种类低功率节点(Low Power Nodes, LPN)所构成的微蜂窝小区,包括家庭基站、微基站、微微基站、中继和分布式天线系统等。这种架构能够提高系统覆盖范围和容量,也为学术研究和实际应用带来了新的挑战。传统的资源调度算法都是基于宏小区的,没有考虑到宏小区、LPN共存时资源分配可能带来的不公平性,小区重叠密集覆盖所可能带来的干扰也是急需解决的重要问题。 本文考虑了LTE分层小区架构的特点,结合干扰协调和自适应资源预留的思想,在前人研究成果的基础之上提出了一种改进的指数比例公平资源调度算法,并对其性能进行了仿真验证。此外,还参与搭建了基于网络仿真器(Network Simulator3, NS-3)的LTE系统级仿真平台,对无线链路控制(Radio Link Control, RLC)层进行了完善,还搭建了信道模型。本文的主要工作总结如下： 首先对LTE系统架构进行了概述,详细地探讨了LTE系统的资源调度。本文归纳了资源调度的影响因素,分析了LTE系统资源调度存在的实际限制,并且根据是否考虑信道和QoS,将资源调度算法进行了分类,另外还对分层小区架构下资源调度面临的问题进行了总结。 提出了一种改进的指数比例公平资源调度算法。针对LTE系统中的宏小区-毫微微小区分层网络架构,采用了双排楼层仿真场景,同时考虑层间和层内的干扰协调策略,提出了基于时域和频域的自适应资源预留算法,保证宏小区用户的公平性,最终提出了考虑多种业务流的资源调度策略,可以对不同业务流的优先级进行区分。从仿真结果可以看出,相比传统资源调度算法,所提算法在保证所有用户公平性的前提下,QoS性能和系统吞吐量也达到了更好的效果。 基于NS-3软件搭建了LTE系统级仿真平台,并且在仿真平台已有各层功能基础上进一步改进。为了使仿真平台能够应对恶劣的信道状况,修改了RLC层,增加了其数据包重传的功能来减小误码率和丢包率。还根据协议和场景需求,搭建了完整的信道模型,修改了大尺度衰落模型,增加了小尺度衰落模型,完善了对于无线传输环境的模拟仿真。
【关键词】：长期演进项目 资源调度 分层网络 指数比例公平
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-12
- 第一章 绪论12-19
- 1.1 研究背景与意义12-13
- 1.2 无线资源管理概述13-17
- 1.3 本文的主要工作及章节安排17-19
- 第二章 LTE系统的无线资源调度19-30
- 2.1 LTE系统概述19-21
- 2.1.1 LTE系统架构19-20
- 2.1.2 LTE协议栈20-21
- 2.2 LTE系统资源调度21-28
- 2.2.1 资源调度影响因素21-24
- 2.2.2 资源调度算法总结24-26
- 2.2.3 持续和半持续调度26-28
- 2.3 LTE分层小区架构资源调度概述28-29
- 2.4 本章小结29-30
- 第三章 基于LTE分层小区架构的无线资源调度算法30-44
- 3.1 前言30-31
- 3.2 系统架构及场景模型31-32
- 3.3 基于分层小区的无线资源调度算法32-39
- 3.3.1 干扰协调策略32-33
- 3.3.2 自适应资源预留算法33-35
- 3.3.3 改进的指数比例公平资源调度算法35-39
- 3.4 仿真及性能分析39-43
- 3.4.1 仿真参数设置39-40
- 3.4.2 仿真结果分析40-43
- 3.5 本章小结43-44
- 第四章 LTE系统级仿真平台搭建44-59
- 4.1 NS-3仿真平台概述44-48
- 4.1.1 NS-3仿真软件概述44-47
- 4.1.2 LTE模型概述47-48
- 4.2 RLC层修改48-55
- 4.2.1 修改方案设计48-51
- 4.2.2 修改实现过程51-55
- 4.3 信道模型搭建55-58
- 4.3.1 信道仿真流程概述55
- 4.3.2 信道仿真实现步骤55-58
- 4.4 本章小结58-59
- 第五章 总结与展望59-61
- 5.1 全文工作总结59
- 5.2 下一步的工作59-61
- 参考文献61-65
- 附录65-68
- 致谢68-69
- 攻读硕士学位期间发表的论文目录69
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10 汤e，
本文编号：942857
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