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随着近年来移动通信用户大幅增加,与日俱增的网络接入和高速数据业务需求促使第三代移动通信系统(3G)继续向IMT-Advanced(4G)发展演进。长期演进项目(LTE项目)作为3G的演进,拥有高速上下行数据传输速率、高频谱利用效率、低通信时延等特点,将成为新一代移动通信行业研究和发展的热点之一。
分组调度及链路自适应技术是LTE项目的关键技术。分组调度的目的是在兼顾服务公平性的前提下,最大限度的利用信道资源,使系统吞吐量最大化。链路自适应技术是影响调度策略的重要因素,它通过动态调整各种传输参数以适应信道环境的变化。由于目前3GPP LTE标准在不断地更新和完善当中,标准尚未给出系统完整的上下行调度过程及所涉及的信号传输和信令配置过程,另外标准对于链路自适应中的功率控制方案、不同调制编码方案的适用条件等也未做明确规定。基于分组调度及链路自适应技术的重要地位和目前尚不完善的研究现状,必须对LTE系统分组调度及链路自适应过程进行深入研究,为实际系统网络端设计方案和硬件实现提供理论依据和支持。
本论文主要研究LTE系统分组调度及链路自适应技术,主要研究工作如下:
(1)对3GPP TS36系列所有标准中涉及LTE系统分组调度及链路自适应的零散规定和近三年所有相关会议提案进行整理、补充和完善,总结出了系统完整的上下行调度过程及所涉及的物理层信号传输和控制信令配置交互过程。
(2)通过链路仿真,比较现有三种常用调度算法的误块率和吞吐量性能,针对现有算法未考虑不同业务时延需求的问题,提出了时延优先的改进调度算法,通过性能仿真证明改进算法在达到理想时延需求的条件下,性能指标介于三种算法之间,仅损失了较小的误块率和吞吐量性能指标。
(3)针对链路自适应两大关键技术之一的功率控制,通过分析上行共享信道、控制信道和探测参考信号的发射功率公式,给出影响发射功率的因素,并根据上述三种上行功率控制公式的构成方式,总结了上行功率控制的基本流程,给出了总的发射功率公式和一种适用于LTE系统的上行功率控制方案。最后简述了下行功率分配方案。
(4)针对另一链路自适应关键技术的自适应调制编码,总结了LTE系统使用的下行自适应调制编码方式以及相关的信道质量测量反馈方法,并通过算法仿真,分析不同信道条件下,不同调制编码方案的误码率和吞吐量性能。