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为了使3GPP标准相对其他无线标准保持长期的优势,3GPP组织不遗余力地投入了UMTS技术的演进版本--LTE(long term evolution)的标准化工作。3GPP从系统性能要求、网络的部署场景、网络架构、业务支持能力等方面对LTE进行了详细的描述,与3G相比,LTE更具技术优势,具体体现在:高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。
LTE引入了新的传输技术和先进的多天线技术,下行链路采用正交频分复用(OFDMA)技术,上行采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术,避免OFDM调整中因PAPR(峰均比)带来的对功放的线性化要求。使用多天线技术能够充分利用空间资源,在不增加系统带宽和发射总功率的情况下,可有效对抗无线信道衰落,大大提高系统的频谱利用率和信道容量。采用完全面向分组的多服务系统,使用分组交换,可以令分组的长度与相关时间可比,使得分组都落在信道质量较好的时间段。采用“扁平”的无线访问网络结构,取消RNC节点,简化网络设计。实现了全IP路由,网络结构趋近于IP宽带网络结构。
无线通信系统是资源受限的,没有有效的无线资源分配策略,再先进的传输技术也会因资源的限制而不能充分发挥优势,本文旨在研究LTE系统无线资源分配,目的是保证空中接口无线资源的有效利用,实现最优的资源使用效率。主要完成的工作有如下几个方面:
①研究了LTE系统空中接口关键技术的基本原理,包括多址方案,物理信道与信号,描述了物理层过程。重点讨论了多天线技术,对各种空间分集和空间复用技术的优缺点和适用场景进行了分析和归纳。
②基于LTE标准,完成了下行共享信道链路级和系统级的仿真,并给出了一种反馈策略,仿真验证了其有效性。
③多用户调度是实现对时间、频率、功率等多目标资源的优化使用,本文给出了OFDMA网络调度的数学模型,并针对LTE系统资源调度的特殊要求,把数学模型根据约束条件的不同简化为整数线性规划问题或者标准线性规划问题,在此框架下分析和比较了各种调度算法的性能。
④为了保证边缘用户的服务质量,必须对资源调度强加约束,建模分析和仿真验证了小区间干扰协调技术中的软频率复用策略对系统性能的影响。