LTE-A中繼蜂窩系統(tǒng)調度算法研究及性能評估.pdf

1、LTE-A系統(tǒng)在數據速率、頻譜效率、時延等方面具有比LTE系統(tǒng)更高的需求。為了達到LTE-A的性能要求,3GPP提出了多用戶MIMO、多點協(xié)同、載波聚合和中繼等增強型技術。其中,中繼技術可以擴大網絡覆蓋、有效消除盲區(qū)、提高系統(tǒng)吞吐量,以及降低網絡建設成本,已成為LTE-A系統(tǒng)中的研究熱點。而中繼的引入增加了新的數據鏈路,增大了系統(tǒng)的資源消耗,使系統(tǒng)中的資源調度和分配問題變得更加復雜,因此在中繼增強的蜂窩系統(tǒng)中進行合理的資源調度以提高系統(tǒng)

2、性能,具有重要的研究意義。
　　本文首先詳細介紹了中繼技術并對中繼蜂窩系統(tǒng)進行了概述,之后結合3GPP相關協(xié)議和提案,搭建了LTE-A TDD下行中繼系統(tǒng)級仿真平臺,為后文的調度算法研究奠定了基礎,并重點闡述了各中繼增強模塊的設計,包括小區(qū)拓撲模型、無線信道建模、天線模型、用戶生成和接入選擇、接收上行反饋、資源調度模塊、鏈路質量模塊以及鏈路性能模塊。
　　其次,研究了傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的三種經典調度算法:輪詢調度RR、最大載干比調

3、度MAX C/I和比例公平調度PF,并在建立的中繼系統(tǒng)仿真平臺上實現了這三種算法,仿真結果顯示PF算法能獲得吞吐量和公平性的折中,達到相對較好的性能。
　　然后,重點研究了中繼蜂窩系統(tǒng)的資源調度算法,分析了中繼蜂窩系統(tǒng)中常用的自適應分布式比例公平ADPF調度算法,ADPF不能有效地保證backhaul和access鏈路吞吐量的平衡,公平性較差。隨后本文提出了一種基于中繼緩存的兩跳平衡分布式調度算法TBDRC。在第一跳調度時,基站根

4、據中繼的緩存信息自適應調整平衡backhaul和direct鏈路占用的資源塊數目,以達到提高資源利用率、資源塊公平性和傳輸吞吐量的目的。在第二跳調度時,中繼根據各中繼用戶的傳輸塊大小計算應該給各中繼用戶分配的資源塊數目,避免了資源浪費,可以減少access和direct鏈路之間的干擾,提高用戶公平性。并在建立的中繼系統(tǒng)仿真平臺上實現了ADPF和TBDRC算法。通過與PF和ADPF算法進行仿真比較,驗證了TBDRC能通過平衡backhau