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LTE-Femtocell网络中分组调度算法研究

作　者: 滕友伟
导　师: 张瑞峰
学　校: 天津大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 家庭基站 长期演进 分组调度 系统吞吐量 系统级仿真
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会经济的发展和人们交流活动的增加，用户高速通信需求的增长和多业务的应用，都对通信网造成了巨大的压力。提高网络系统吞吐量，同时为覆盖盲点区域提供更可靠的服务是当前各运营商关注的焦点。长期演进（Long TermEvolution, LTE）作为未来4G通信系统采用的主流技术，相比3G网络在系统容量上有极大的提高。但LTE工作在较高的通信频段，穿过建筑物墙壁信号的衰减会很大，室内覆盖信号较差，而大部分业务请求是发生在室内的，所以在家庭基站技术就应运而生了。家庭基站不仅能够增强室内覆盖，还能有效分流室外网络数据流量，降低外部通信网络的压力，从而确保运营商可以有效管理不断增长的数据应用，同时提供最佳用户体验。本文研究主要内容是分组调度算法，它是无线资源管理中的关键技术之一。论文在介绍了一些经典的算法之后，针对其中存在的不足进行了改进，然后在Matlab搭建的仿真平台进行验证和分析。本文提出了一种基于线性规划求解的分组调度算法和一种基于服务质量(Quality of Severs,Qos)保障的分组调度算法。本文成果如下：(1)线性规划算法对三种经典分组调度算法中的轮询算法(Rond Robin, RR)在系统吞吐量指标上有很大程度的提高；(2)基于QoS保障的分组调度算法与比例公平算法(Proportional Fair, PF)及其改进算法相比，在没有降低用户满意度的基础上能有效提高通信网络的整体吞吐量；(3)双层网络中的调度算法获得了更高的系统吞吐量，也就是说部署家庭基站能有效提高网络性能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题的背景  7-9
  1.2 课题研究意义  9
  1.3 论文的主要内容及章节安排  9-11
第二章 LTE 系统介绍  11-24
  2.1 LTE 系统概述  11-15
    2.1.1 LTE 系统性能指标  11-12
    2.1.2 LTE 系统架构  12-14
    2.1.3 LTE 系统的空中接口协议  14-15
  2.2 LTE 系统的关键技术  15-19
    2.2.1 无线传输技术  15-16
    2.2.2 功率控制技术  16
    2.2.3 MIMO 技术  16-17
    2.2.4 链路自适应技术  17-18
    2.2.5 MBMS  18-19
  2.3 LTE 系统无线帧结构  19-20
    2.3.1 LTE FDD(Type 1)帧结构  19
    2.3.2 LTE TDD(Type 2)帧结构  19-20
  2.4 LTE 系统的物理资源块  20-21
  2.5 HARQ  21-24
    2.5.1 HARQ 过程  21
    2.5.2 HARQ 重传机制  21-24
第三章 Femtocell 介绍  24-33
  3.1 Femtocell 的简介  24-27
    3.1.1 Femtocell 标准化进程  24-26
    3.1.2 Femtocell 的商用价值  26-27
  3.2 LTE 系统中 Femtocell 的网络架构  27-28
  3.3 Femtocell 部署中的干扰分析  28-30
    3.3.1 关键概念  28
    3.3.2 共层干扰  28-29
    3.3.3 交叉层干扰  29-30
  3.4 Femtocell 移动性管理  30-31
    3.4.1 小区区分方法  30-31
    3.4.2 小区选择和重选  31
  3.5 Femtocell 网络自组织  31-33
    3.5.1 网络自组织的定义  31
    3.5.2 网络自组织过程  31-33
第四章 LTE 中分组调度及 MAC 层介绍  33-49
  4.1 分组调度概述  33-36
    4.1.1 分组调度面临的主要问题  33-35
    4.1.2 分组调度算法的参考指标  35-36
    4.1.3 LTE 中分组调度的特点  36
  4.2 LTE MAC 层介绍  36-40
    4.2.1 MAC 层概述  36-37
    4.2.2 MAC 层的主要功能  37-40
  4.3 LTE 中的分组调度  40-44
    4.3.1 RR 算法  40
    4.3.2 Max C/I 算法  40-41
    4.3.3 PF 算法  41
    4.3.4 1/R 算法  41-42
    4.3.5 M_LWDF 算法  42-43
    4.3.6 EDF 算法  43
    4.3.7 不同算法的比较  43-44
  4.4 本文提出的改进分组调度算法  44-49
    4.4.1 基于线性规划求解的分组调度算法(L_算法)  44-46
    4.4.2 基于 USGF 算法的改进型算法（M_PF）  46-49
第五章 LTE/Femtocell 分组调度算法的仿真与结果分析  49-62
  5.1 系统仿真环境  49-53
    5.1.1 天线模型  50
    5.1.2 宏观路损  50-51
    5.1.3 阴影衰落  51-52
    5.1.4 仿真参数  52-53
  5.2 LTE 单层网络中的调度算法仿真与分析  53-57
    5.2.1 LTE 单层网络中线性归化算法的仿真分析  53-55
    5.2.2 LTE 单层网络中 M_PF 算法的仿真分析  55-57
  5.3 LTE/Femtocell 双层网络中的调度算法仿真与分析  57-62
    5.3.1 仿真参数  57-58
    5.3.2 在双层网络中仿真结果  58-62
第六章 总结和展望  62-64
参考文献  64-67
发表论文和参加科研情况说明  67-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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