合作多播中资源调度和用户公平性的研究

发布时间：2017-10-22 05:39

  本文关键词：合作多播中资源调度和用户公平性的研究

  更多相关文章： LTE MBMS 资源调度 吞吐量 公平性

【摘要】：长期演进(LTE)技术作为现今国际主流推广实施技术标准,在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。随着移动互联网与智能终端的高速发展,大量数据的快速、准确传输对技术发展提出较高的要求。因此,LTE中提出多媒体广播多播技术(MBMS),MBMS技术实现数据的一对多高效传输,提高频谱效率。MBMS技术需要蜂窝小区内用户形成多播组,基站通过多播信道统一传输数据给多播组内用户,实现资源共享。由于无线信道的时变特性,MBMS面临着蜂窝小区吞吐量和用户公平性之间的矛盾。较高的公平性可以保证多播组内用户的数据速率相差较小。本文首先具体阐述了几种经典多播调度算法,并指出其在吞吐量或公平性上的缺陷;然后提出LTE下基于MBMS的改进算法,即TIPFS算法。TIPFS算法考虑多播组吞吐量和用户吞吐量之间的差异,兼顾信道质量较差的用户和信道质量较好的用户,较好的权衡小区吞吐量和用户公平性。LTE系统级的仿真结果进一步验证了提出的改进多播调度算法的正确性与可行性。为了进一步提高蜂窝小区吞吐量和用户公平性,本文引入两阶段合作多播思想,并从不同层面上,系统分析LTE网络下多种两阶段合作多播算法的实施方案。考虑到用户信道质量的差异与基站多种数据传输的特性,文章最后提出一种基于NOMA的合作多播机制。通过引入连续干扰取消与网络编码技术,基站和用户实现对数据信号进行联合处理;通过将调度周期调整为4个时隙,每个时隙内基站与中继用户相互协作,实现小区中心用户与小区边缘用户共享基站传输的数据信号,提高了信道质量较差的小区边缘用户的吞吐量,提高了小区内用户公平性。为了评估提出算法的性能,本文从吞吐量、公平性、频谱效率三个方面,与传统多播调度算法、基于分层编码的合作多播调度算法进行对比仿真分析。系统级仿真表明基于NOMA的合作多播方案在吞吐量、频谱效率比其他两种算法均有较大幅度提升,公平性也高于基于分层编码的合作多播调度算法。因此,基于NOMA的合作多播机制在未来无线通信领域有较大的发展前景与可实施性。
【关键词】：LTE MBMS 资源调度 吞吐量 公平性
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 论文研究背景和意义8-9
• 1.1.1 课题研究的背景8
• 1.1.2 课题研究的意义8-9
• 1.2 论文研究内容和创新9
• 1.3 论文结构安排9-11
• 第二章 LTE网络下MBMS资源调度11-22
• 2.1 LTE调度资源块简介11-12
• 2.2 MBMS系统简介12-14
• 2.3 MBMS资源调度算法方案分析14-20
• 2.4 本章小结20-22
• 第三章 LTE下基于MBMS的改进多播调度22-40
• 3.1 改进多播调度算法的提出22-27
• 3.2 TIPFS算法的仿真与分析27-39
• 3.2.1 基于MATLAB的LTE系统级仿真平台介绍27-30
• 3.2.2 LTE系统级仿真平台的修改30-34
• 3.2.3 TIPFS算法仿真结果分析34-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 两阶段合作多播资源调度40-54
• 4.1 两阶段合作多播系统简介40-42
• 4.2 几种合作多播资源调度算法方案分析42-50
• 4.3 系统级仿真平台的配置修改50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 一种基于NOMA的合作多播机制54-66
• 5.1 NOMA简介54-56
• 5.2 基于NOMA的合作多播机制介绍56-61
• 5.3 基于NOMA的合作多播机制的仿真与分析61-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 论文总结66
• 6.2 研究展望66-68
• 参考文献68-70
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文70-71
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目71-72
• 致谢72

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本文编号：1077007