TD-LTE系统中下行资源与调度算法研究

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随着移动通信技术与互联网行业的飞速发展与融合,无线移动通信用户业务需求已经从单纯的语音和短信业务发展成为了结合互联网多媒体业务的混合多类型业务。这就要求未来移动通信系统须满足更加快速的无线接入、更低的网络传输时延、全网络的无缝切换、全面的数据业务承载类型支持、多媒体新型业务支持以及更高的业务QoS保证等一系列需求,这必将给下一代无线移动通信系统的设计实现带来困难和挑战。有限的传输带宽资源一直是制约着无线移动通信系统性能提升的一个主要限制因素,而随着移动用户数量的快速增长以及新型互联网业务对于数据高速率传输的需求,如何能高效的利用有限的频谱资源成为了下一代无线通信系统设计中必须重视的问题。作为下一代无线移动通信的关键技术之一,TD-LTE系统下行数据传输采用了OFDMA多址接入方式,同时采用了正交频分复用(OFDM)、自适应调制解码(AMC)、多天线输入输出(MIMO)、混合自动请求重传(HARQ)等多项先进技术。以OFDM技术为核心的TD-LTE系统的性能要明显优于基于CDMA技术的传统3G系统。TD-LTE系统的关键技术指标是在20MHz系统带宽配置下能够提供下行100Mbps和上行50Mbps的峰值传输速率。LTE系统可以进行时域、频域及码域综合灵活的资源分配与调度操作,高效系统性能的实现可以说在很大程度上依赖于资源调度与分配算法的高效性。考虑到当下4G技术的迅猛发展以及新型多媒体业务的严峻要求,本文针对过TD-LTE系统下行传输资源调度算法进行了研究与探讨,查阅了大量最新的相关国内外文献,并对其进行归纳总结,详细分析了他们的创新点以及不足之处,在此基础上提出了一种综合考虑业务的QoS需求、UE的无线信道质量(CQI)、缓冲区(Buffer)状态、UE功率限制和小区内UE间的干扰的综合调度算法,该算法可以通过调整参数灵活的配置各个考虑因素的权重,还可以很方便的添加扩展项或者删除多余项。该算法可以在较短的时间内寻找出一个次最优的理想解,在时域调度阶段快速的选择出合理的待调度的用户,并排好优先级;在之后的频域调度阶段,可以较完美的分配完毕物理RB资源。本文开始部分介绍了TD-LTE系统的发展过程以及领先的关键技术,之后详细的介绍了算法的实现过程及细节。具体的工作是在国家重大专项TD-LTE系统级动态仿真软件的支持下,仿真实现了该算法的具体流程,之后与之前已存在的几个经典调度算法进行对比分析,用Matlab仿真软件画出性能对比图,并且调整算法具体权重参数,横向对比算法的性能是否合理变化,以验证算法的趋势正确性。
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