3GPPLTE系統(tǒng)QoS技術的研究及改進.pdf

1、迫于WiMAX等移動通信技術的競爭壓力，為繼續(xù)保持3GPP系統(tǒng)的競爭優(yōu)勢，3GPP標準組織于2004年適時啟動了LTE與SAE兩項演進計劃，以實現(xiàn)3G技術向B3G和4G的平滑過渡。LTE演進技術LTE-Advanced已滿足國際電信聯(lián)盟所定義的第四代移動通信的技術要求，某些方面甚至有所超越，能把用戶帶入真正意義上的移動互聯(lián)網(wǎng)時代。LTE的無線接入網(wǎng)絡可以顯著提高用戶吞吐量和扇區(qū)容量，降低用戶可感知的時延，從而大幅提升用戶的移動通信體驗。

2、LTE-Advanced得到了國際主要通信運營企業(yè)和制造企業(yè)的廣泛支持。
　　 提供具有嚴格服務質量(QoS)保證的數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多種多媒體業(yè)務是目前移動通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)之一。從用戶角度來說，QoS是用戶對網(wǎng)絡提供服務的滿意程度；而從業(yè)務角度來說，則是網(wǎng)絡向業(yè)務所提供的帶寬、延時、丟包率等參數(shù)的指標。本文在簡單介紹LTE系統(tǒng)及MAC層協(xié)議的前提下，重點對LTE系統(tǒng)QoS相關技術進行了分析研究，并提出了一些改進算法

3、和設計。
　　 本文首先介紹了3GPPLTE系統(tǒng)，包括發(fā)展歷程、系統(tǒng)架構、關鍵技術、技術優(yōu)勢和TD-LTE相關技術；介紹了LTE系統(tǒng)的MAC層協(xié)議，包括協(xié)議的框架、結構和功能；設計了一個OFDM通信系統(tǒng)，包括發(fā)射機和接收機，采用MATLAB軟件編程實現(xiàn)了該系統(tǒng)，并對系統(tǒng)的性能進行了仿真；然后分析了LTE系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術融合應用的可能性，設計并提出了一種基于LTE的物聯(lián)網(wǎng)體系結構，主要包括國家傳感信息中心、LTE核心傳輸網(wǎng)和綜合接

4、入網(wǎng)三個部分。
　　 接著本文對LTE系統(tǒng)的QoS機制進行了研究與改進。首先介紹了無線通信系統(tǒng)QoS的演進和LTE系統(tǒng)原有的QoS機制，包括EPS承載概念、承載業(yè)務架構、相關的QoS參數(shù)及屬性、EPSQCI與UMTSQoS參數(shù)映射問題等；然后設計了一種改進的LTE系統(tǒng)QoS架構，新增了緩沖模塊、流量整形模塊和競爭區(qū)域分配模塊，并對上行分組調度模塊和接納控制模塊進行了具體設計。
　　 然后本文提出了一種基于LTE系統(tǒng)的Vo

5、IP服務自適應上行調度算法。首先介紹了傳統(tǒng)的VoIP調度算法以及提出的改進算法，提出算法采用AMR編碼器，利用傳統(tǒng)MAC通用報頭中的兩個比特將語音編碼的模式告知eNB，eNB根據(jù)UE的語音狀態(tài)轉換和語音編碼速率來動態(tài)分配上行鏈路資源。然后從系統(tǒng)容量、吞吐量和時延方面對比分析了提出算法和傳統(tǒng)算法的性能。理論分析和仿真結果表明，在時延滿足要求的前提下，改進算法比傳統(tǒng)算法具有更高的系統(tǒng)容量和吞吐量。
　　 本文還提出了一種基于LTE系

6、統(tǒng)的DRX機制的改進算法，改進算法可以實現(xiàn)睡眠周期的可變倍數(shù)增長，并且改進算法可以根據(jù)上一次睡眠模式狀態(tài)階數(shù)確定下一次初始睡眠間隔，建立了馬爾可夫模型，并對算法的性能從能量消耗和時延方面進行分析，仿真結果表明提出的改進算法總體上具有更好的節(jié)能效果和時延特性。
　　 最后根據(jù)提出的DRX機制改進算法，本文設計發(fā)明了一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置及其控制方法，裝置包括業(yè)務數(shù)據(jù)緩存器、控制模塊、初始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊，并