基于NS3的LTE上行调度研究与实现

发布时间：2017-09-19 23:06

  本文关键词：基于NS3的LTE上行调度研究与实现

  更多相关文章： LTE 上行调度 边缘用户吞吐量 NS3

【摘要】：近年来,随着移动通信技术的快速发展,人们对移动数据业务的需求更加多元化。在LTE系统中,由于提供了无线资源的管理功能,可以通过不同的资源调度算法对有限的无线资源进行进行合理地分配,来高质量地满足人们对移动数据业务的多元化需求。论文首先阐述了LTE系统及其上行资源调度过程,介绍了FDD帧结构、SC-FDMA技术、缓存状态报告、自适应调制技术、混合自动请求重传技术等,并依据NS3 LTE调度器接口规范,设计了NS3平台调度器的调度流程。然后,在单小区下,为了满足上行资源分配连续性的要求,提出对资源块进行分组后应用于传统的调度算法上。并针对已有的调度算法无法满足边缘用户保证比特速率(GBR)需求的缺点,进一步提出了GBR-PF算法。首先,根据用户上报的BSR确定资源块分组后,修改算法将资源块组作为最小调度单位,对比经典的调度算法,修改后的算法,减少了信令开销,保证了资源块连续性。然后对修改后的算法:RR-M、MT-M、PF-M,在NS3平台上实现,并搭建仿真模型测试分析其性能,得出结论:PF-M算法在保证用户的公平性下,依然具有很高的吞吐量。最后,为保证边缘用户的GBR要求,在PF-M的调度优先级公式中加入GBR因子,这样在当用户的平均传输速率低于用户的GBR要求时,会对该用户进行强制调度,为该用户分配资源。在NS3平台上实现GBR-PF算法,并搭建仿真模型测试分析PF-M与GBR-M算法的性能,经过分析发现,GBR-PF算法可以很好的满足边缘用户的GBR需求,相比较PF-M算法使得边缘用户的吞吐量提升大约27.8%。最后,在多小区下,在采用频率复用方案的基础上,修改GBR-PF算法,实现了软频率复用方案下的GBR-PF-M算法。首先,为确定较好的频率复用方案,先对全频率复用、部分频率复用、软频率复用三种频率复用方案进行理论上分析,再通过仿真模型测试,最终确定了软频率复用(SFR)方案。然后,在GBR-PF算法的基础上,对资源块重新分为M组,M为用户数,这种资源块平均分组的方式降低了原来由BSR确定分组的复杂度。最后,在NS3平台上实现SFR+GBR-PF-M方案,并与SFR+PF-M方案进行对比分析,通过搭建仿真模型进行分析测试,得出结论:对已经可以提高边缘用户吞吐量的软频率复用方案基础上,GBR-PF-M算法可以进一步使边缘用户的吞吐量提高大约18.8%。
【关键词】：LTE 上行调度 边缘用户吞吐量 NS3
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 LTE演进过程及性能要求17-18
• 1.3 论文章节安排18-20
• 第二章 LTE系统概述20-30
• 2.1 LTE物理层上行关键技术20-22
• 2.1.1 系统无线帧结构20-22
• 2.1.2 SC-FDMA技术22
• 2.2 上行链路调度关键技术22-27
• 2.2.1 调度方式22-23
• 2.2.2 上行调度流程23-24
• 2.2.3 缓冲区状态报告24-25
• 2.2.4 用户数据处理过程25
• 2.2.5 混合自动请求重传技术25-26
• 2.2.6 自适应调制编码技术26-27
• 2.3 小区间干扰协调技术27-29
• 2.3.1 小区间干扰基本概念27-28
• 2.3.2 小区间干扰控制技术28
• 2.3.3 上行功率控制技术28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 NS3平台下LTE调度器模块30-38
• 3.1 NS3仿真平台30-32
• 3.1.1 NS3基本概念30-31
• 3.1.2 LTE模块介绍31-32
• 3.2 分组资源调度器设计32-37
• 3.2.1 调度器接口实现33
• 3.2.2 资源调度器信令处理33-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 单小区下LTE上行调度算法38-56
• 4.1 经典的调度算法38
• 4.2 上行频域资源分配的约束38-40
• 4.3 经典调度算法的修改40-43
• 4.3.1 轮询调度算法41
• 4.3.2 最大吞吐量调度算法41-42
• 4.3.3 比例公平调度算法42-43
• 4.4 修改后的调度算法间对比分析43-47
• 4.4.1 调度算法衡量指标43-44
• 4.4.2 算法对比分析44-47
• 4.5 保证GBR的上行调度算法47-54
• 4.5.1 调度优先级公式47-49
• 4.5.2 调度算法流程49-51
• 4.5.3 算法对比分析51-54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 多小区下LTE上行调度算法56-68
• 5.1 频率复用技术56-62
• 5.1.1 全频率复用56-57
• 5.1.2 部分频率复用57-58
• 5.1.3 软频率复用方案58-59
• 5.1.4 频率复用方案性能对比分析59-62
• 5.2 多小区下保证GBR的资源调度算法62-67
• 5.2.1 GBR-PF算法的修改62-63
• 5.2.2 频率复用方案与GBR-PF-M整合63-64
• 5.2.3 算法对比分析64-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 总结和展望68-70
• 参考文献70-72
• 致谢72-74
• 作者简介74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：884435