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3GPP组织为了提高其在未来移动通信领域的竞争力,提出了Long TermEvolution(LTE)的系统结构方案。LTE的协议中规定下行要达到100Mbps,上行要达到50Mbps的峰值传输速率,并要求更低的延时及更高的频谱利用率。与现有的UMTS和HSPA系统相比,LTE演进主要体现在无线接入设备的增强型技术和无线接入网的优化策略两方面,在空中接口引入了大量的先进技术,如OFDM、MIMO技术等。随着共享信道(SCH)的引入和专用信道(DCH)的去除,资源调度在3GPP LTE中将会起到越来越重要的作用,传统调度算法已经不能适应3GPP LTE系统发展的要求。因此设计出满足LTE系统特点的资源调度算法迫在眉睫。
本文主要研究LTE系统MAC层的资源调度问题,主要采用C语言搭建LTE系统仿真平台进行算法仿真,开展了下列研究工作。首先,在深入分析当前无线通信系统的经典调度算法的基础上,分别给出TDMA系统、OFDMA系统和MIMO-OFDMA系统的资源调度特点和典型调度算法,根据LTE系统中资源调度的特点,对调度器所在的MAC子层的功能和LTE系统中调度总体框架、与调度相关的物理层技术,包括CQI及自适应调制编码和传输模式的选择等方面、以及LTE系统调度中用到的相关信令进行了深入分析,并简要介绍了几种相关的调度算法。
在分析的基础上,研究了LTE系统中的主要业务VoIP业务的调度算法。具体来说,分析了LTE系统中VoIP业务的主要特点,并针对LTE系统中支撑VoIP用户数多而导致调度信令开销大的问题,提出了改进的半静态资源调度算法,进行了全面的系统仿真,并对对仿真结果进行了分析。
最后,根据LTE系统提供多种多媒体业务的特点,针对原有算法在适应LTE系统中不同业务的不同QoS要求方面的不足,提出了改进的最大权重延时优先(MLWDF)调度算法和基于实效函数的多业务调度算法。选择了VoIP、FTP与HTTP这三类LTE系统中的典型业务,对提出的算法进行了系统性能仿真,对仿真结果进行了分析,并展望了下一步研究方向。