面向LTE-A系統(tǒng)的終端協(xié)作多播技術(shù)研究.pdf

1、隨著大屏幕多功能智能終端的不斷普及，寬帶多媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)成為目前全球移動(dòng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的熱點(diǎn)。但是傳統(tǒng)多播方式很難選擇一個(gè)合適的多播傳輸速率，在兼顧多播組內(nèi)所有成員接收數(shù)據(jù)可靠性的同時(shí)還獲得滿(mǎn)意的系統(tǒng)吞吐量性能。終端協(xié)作多播技術(shù)，通過(guò)多播組中信道條件好的用戶(hù)協(xié)作給信道條件差的用戶(hù)發(fā)送數(shù)據(jù)，其具有的路徑損耗增益和分集增益有效解決了用戶(hù)公平性和系統(tǒng)吞吐量之間的矛盾。
　　然而，終端協(xié)作多播傳輸也存在一系列的挑戰(zhàn)。首先，現(xiàn)有的研究側(cè)重單小區(qū)多用

2、戶(hù)場(chǎng)景下的終端協(xié)作多播技術(shù)，未考慮多小區(qū)多用戶(hù)情況，明確LTE-A系統(tǒng)中E-MBMS是否需要引入終端協(xié)作技術(shù)，是一個(gè)有待解決的問(wèn)題；其次，雖然協(xié)作多播能夠有效提升系統(tǒng)總體吞吐量，但參與協(xié)作的終端需要額外的能耗重傳從基站接收到的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的總體能耗可能隨著協(xié)作終端的增加而急劇增加，在LTE-A系統(tǒng)中引入終端協(xié)作多播機(jī)制是否能在提升吞吐量的同時(shí)有效降低總體能耗是人們面臨的一大挑戰(zhàn)；最后，在LTE-A系統(tǒng)中，協(xié)作多播是否在任何情況下都能提供比

3、MBSFN更好的性能，也是需要人們關(guān)注的問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，本文重點(diǎn)對(duì)面向LTE-A系統(tǒng)的終端協(xié)作多播技術(shù)展開(kāi)研究，主要包括以下三方面：
　?。?）本文根據(jù)3GPP物理層及系統(tǒng)級(jí)相關(guān)協(xié)議，設(shè)計(jì)LTE-A單播總體系統(tǒng)，然后搭建了LTE-A單播系統(tǒng)仿真平臺(tái)，其中包括多小區(qū)拓?fù)浣?、多用?hù)撒點(diǎn)、路徑損耗及陰影衰落建模、SCM小尺度衰落建模、SINR計(jì)算、鏈路抽取模塊、調(diào)制編碼方式選擇、吞吐量計(jì)算等模塊。仿真結(jié)果與3GPP協(xié)議TR36.8

4、14中給出的性能曲線(xiàn)及數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的LTE-A單播系統(tǒng)的準(zhǔn)確性及有效性。
　?。?）本文在LTE-A單播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)3GPP E-MBMS相關(guān)協(xié)議，設(shè)計(jì)MBSFN總體系統(tǒng)，然后搭建了LTE-A MBSFN仿真平臺(tái)。通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn)，MBSFN中心小區(qū)UE的SINR很高，由于調(diào)制編碼方式的限制，過(guò)高SINR存在功率浪費(fèi)的問(wèn)題；而MBSFN邊緣小區(qū)的UE，尤其是靠近干擾小區(qū)的UE，其SINR很差，甚至不足以支持低

5、階的調(diào)制編碼方式。因此，本文提出在MBSFN場(chǎng)景中有必要引入終端協(xié)作機(jī)制，在給定數(shù)據(jù)傳輸速率下，既可以保證系統(tǒng)覆蓋率，還可以降低基站能耗。
　?。?）本文針對(duì)LTE-A系統(tǒng)提出了MBSFN與終端協(xié)作相結(jié)合的多播機(jī)制。首先建立了MBSFN與終端協(xié)作相結(jié)合的兩階段多播模型，提出最強(qiáng)功率中繼選擇策略，并采用CP合并方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。然后在保證與MBSFN一階段多播相同吞吐量及相同覆蓋率的條件下，比較MBSFN一階段多播與MBSFN結(jié)合