本文關(guān)鍵詞：高鐵環(huán)境下LTE無線資源調(diào)度算法研究

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【摘要】：高速鐵路的快速發(fā)展給人們的生活帶來了極大便利,與此同時高速環(huán)境下如何保證旅客高質(zhì)量的通信服務(wù)成為當(dāng)下研究的熱點。LTE作為新一代的移動通信系統(tǒng),結(jié)合了OFDM、MIMO等先進的無線技術(shù),具有帶寬大、覆蓋能力強、頻譜效率高等特點,能夠更好的滿足逐漸增長的多媒體業(yè)務(wù)需求,是極具潛力的鐵路移動通信系統(tǒng)。但是無線資源的有限性仍然存在,用戶業(yè)務(wù)的多樣性、高鐵環(huán)境的特殊性都加大了對頻譜資源最大化合理利用研究的挑戰(zhàn)。無線資源調(diào)度的不合理將會直接影響用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗和通信質(zhì)量,因此資源調(diào)度算法是LTE系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)之一。首先,本文對LTE通信系統(tǒng)、資源結(jié)構(gòu)以及LTE系統(tǒng)的資源調(diào)度算法:RR算法、MAX C/I算法和PF算法進行了介紹,并在此基礎(chǔ)上對這三種算法進行了分析和比較。其次,本文重點研究了高速鐵路這種特殊環(huán)境下的資源調(diào)度算法,設(shè)立了列車穿越蜂窩小區(qū)時,普通用戶和列車用戶同時存在的場景。列車的高速運行導(dǎo)致鐵路無線通信系統(tǒng)出現(xiàn)的多普勒頻移、信道環(huán)境惡劣等問題都會惡化列車用戶的通信環(huán)境,使列車用戶與普通用戶在競爭無線資源時處于劣勢地位,不能較好的獲得無線資源。在分析經(jīng)典的調(diào)度算法不能很好地滿足列車用戶公平性的基礎(chǔ)上,提出了基于提高列車用戶公平性的p-PF算法。該算法的核心是加入了列車用戶數(shù)目這一參數(shù)來提高列車用戶優(yōu)先級,從而改善列車用戶的公平性。最后,本文對經(jīng)典的三種調(diào)度算法和p-PF算法在吞吐量和公平性兩個方面進行了仿真分析,通過改變列車速度和列車用戶數(shù)分析p-PF算法的性能。仿真結(jié)果表明,不同速度下p-PF算法在保證了列車用戶吞吐量的同時有效提高了列車用戶的公平性,能夠更好的適應(yīng)高速環(huán)境;為了進一步驗證p-PF算法的性能,本文選取兩種典型的業(yè)務(wù)類型:FTP業(yè)務(wù)和Video業(yè)務(wù),并采用PF算法和p-PF算法針對此兩種業(yè)務(wù)進行性能仿真。仿真結(jié)果表明在不同的業(yè)務(wù)負(fù)載下,p-PF算法在吞吐量和公平性等方面均有所提高。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路 LTE系統(tǒng) 資源調(diào)度算法 公平性 吞吐量
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 資源調(diào)度算法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 LTE通信系統(tǒng)13-26
• 2.1 LTE性能指標(biāo)13-15
• 2.2 LTE網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)15-18
• 2.2.1 核心網(wǎng)15-16
• 2.2.2 接入網(wǎng)16-17
• 2.2.3 基站17-18
• 2.2.4 功能劃分18
• 2.3 LTE關(guān)鍵技術(shù)18-25
• 2.3.1 多址接入技術(shù)18-21
• 2.3.2 多天線技術(shù)21-23
• 2.3.3 鏈路自適應(yīng)技術(shù)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 LTE無線資源調(diào)度策略26-38
• 3.1 LTE資源結(jié)構(gòu)26-29
• 3.1.1 幀結(jié)構(gòu)26-27
• 3.1.2 資源塊27-28
• 3.1.3 資源分配方式28-29
• 3.2 LTE資源調(diào)度29-37
• 3.2.1 分組調(diào)度29-30
• 3.2.2 經(jīng)典的資源調(diào)度算法30-35
• 3.2.3 調(diào)度算法評價標(biāo)準(zhǔn)35-36
• 3.2.4 三種經(jīng)典調(diào)度算法比較36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 4 高速環(huán)境下的無線資源調(diào)度算法38-54
• 4.1 高速鐵路通信系統(tǒng)的特點38-41
• 4.1.1 多普勒頻移38-39
• 4.1.2 車體穿透損耗39-40
• 4.1.3 信道快速變化40-41
• 4.2 高速鐵路環(huán)境下的無線資源調(diào)度算法改進41-45
• 4.2.1 高鐵運行場景41-42
• 4.2.2 基于改進比例公平p-PF算法42-45
• 4.3 算法性能仿真與分析45-53
• 4.3.1 仿真參數(shù)設(shè)置45
• 4.3.2 Full-Buffer業(yè)務(wù)下的仿真45-49
• 4.3.3 基于用戶不同業(yè)務(wù)下的仿真49-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻56-58
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果58

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