本文選題：VoLTE + 半持續(xù)調(diào)度�。� 參考：《東華大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：LTE(Long Term Evolution)是全I(xiàn)P(Internet Protocol)的分組交換網(wǎng)絡(luò),以往2G、3G等電路域交換網(wǎng)絡(luò)上的語音通話技術(shù)在LTE上已經(jīng)不能夠適用,因此需要一種新的全分組域的語音通話解決方案。在經(jīng)過一系列的技術(shù)對比及標(biāo)準(zhǔn)遴選之后,3GPP將基于IMS(IP Multimedia Subsystem)的Vo LTE(Voice over LTE)定為LTE網(wǎng)絡(luò)中語音的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本文首先介紹了LTE現(xiàn)有技術(shù)并總結(jié)了Vo LTE研究現(xiàn)狀,然后分階段介紹了LTE語音業(yè)務(wù)的演進(jìn),對比分析了其各種可能的解決方案,說明了Vo LTE是LTE語音業(yè)務(wù)最終解決方案的原因。其次,因LTE空中接口協(xié)議棧其他各層都已經(jīng)較為成熟,將研究重點(diǎn)確定在MAC(Media Access Control)層。之后,闡述了MAC層相關(guān)信道及其功能,無線調(diào)度及其單位,進(jìn)而針對MAC層中各種調(diào)度算法進(jìn)行了比較,說明最適合Vo LTE的是半持續(xù)調(diào)度算法。但該算法本身沒有針對通話設(shè)定優(yōu)先級,從調(diào)度角度來說不夠合理,需要進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。同時,大部分文獻(xiàn)關(guān)注了Vo LTE的用戶容量、覆蓋范圍、會話建立及連續(xù)性等方面性能,對其無線傳輸性能卻少有研究,本文對這一方面進(jìn)行了研究。本文主要創(chuàng)新工作如下:1、調(diào)度機(jī)制方面,本文提出一種改進(jìn)的基于Vo IP通話優(yōu)先級的用戶結(jié)對半持續(xù)調(diào)度算法,主要分為兩個方面的改進(jìn):(1)改進(jìn)Vo IP通話的優(yōu)先級的計(jì)算方式,提出根據(jù)通話的隊(duì)列長度、信號干擾噪聲比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)、物理資源塊需求數(shù)、平均信道質(zhì)量、平均傳輸速率進(jìn)行計(jì)算,以期更加準(zhǔn)確地針對通話進(jìn)行調(diào)度,減少對于控制信令的消耗;(2)改進(jìn)半持續(xù)調(diào)度算法的整體流程,提出根據(jù)語音分組的丟包率變化動態(tài)控制Vo IP優(yōu)先模式的持續(xù)時間,以避免造成其他業(yè)務(wù)出現(xiàn)饑餓情況;在Vo IP優(yōu)先模式下,將用戶兩兩結(jié)對使其共享分配到的無線資源,減少信道質(zhì)量差的用戶一直重傳所導(dǎo)致的無線資源浪費(fèi)。之后,將該改進(jìn)應(yīng)用于Vo LTE調(diào)度,以達(dá)到進(jìn)一步降低無線資源調(diào)度信令開銷,提高對無線資源的利用率及調(diào)度效率,提高用戶滿意度和小區(qū)中Vo LTE用戶容量的目的。然后,使用MATLAB仿真工具驗(yàn)證了該改進(jìn)算法對Vo LTE語音分組丟包率、用戶滿意度和用戶容量等方面性能的提升。2、傳輸性能方面,本文將吞吐量和誤碼率BER(Bit Error Rate)作為其傳輸?shù)膬蓚�性能指標(biāo),主要研究了小區(qū)中接收天線的信噪比SNR(Signal to Noise Ratio)對Vo LTE語音幀傳輸性能的影響,并通過仿真加以分析驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明在一定的范圍之內(nèi)提高接收天線的信噪比,可以大幅提高Vo LTE的吞吐量,而在范圍之外提高信噪比則對于吞吐量的影響不大。提高接收天線的信噪比可以降低傳輸?shù)恼`碼率。通過將兩種天線模型的仿真結(jié)果進(jìn)行對比可知,隨著發(fā)送與接收天線個數(shù)的增多,Vo LTE的傳輸性能得到增強(qiáng),同時多天線在一定程度上可以彌補(bǔ)較低信噪比造成的影響。
[Abstract]:Long term Evolution (LTEL) is a packet switching network with full IP IP Internet Protocol. In the past, the voice call technology in 2GN 3G and other circuit-domain switching networks could not be applied to LTE, so a new voice call solution in full packet domain is needed. After a series of technical comparison and standard selection, Vo LTE Voice over LTE, based on IMS IP Multimedia Subsystem, has been selected as the implementation technology of voice in LTE network. This paper first introduces the existing technologies of LTE and summarizes the research status of Vo LTE, then introduces the evolution of LTE voice services in stages, compares and analyzes its various possible solutions, and explains why Vo LTE is the ultimate solution for LTE voice services. Secondly, because the other layers of the LTE air interface protocol stack are mature, the emphasis of the research is on the MAC Media Access Control layer. After that, the correlation channel and its function, wireless scheduling and its units in MAC layer are described. The comparison of various scheduling algorithms in MAC layer shows that the semi-persistent scheduling algorithm is the most suitable for Vo LTE. However, the algorithm itself does not set priority for calls, which is not reasonable from the point of view of scheduling, and needs further optimization. At the same time, most of the literatures focus on the performance of Vo LTE in terms of user capacity, coverage, session establishment and continuity, but little research has been done on its wireless transmission performance. The main innovation work of this paper is as follows: 1, scheduling mechanism. This paper proposes an improved semi-persistent scheduling algorithm based on VoIP call priority, which is divided into two aspects: 1) improve the priority of VoIP calls. According to the queue length, signal to interference plus noise ratio, physical resource block demand, average channel quality and average transmission rate, this paper proposes to calculate the ratio of signal to interference plus noise in order to schedule calls more accurately. To reduce the consumption of control signaling and improve the whole flow of semi-continuous scheduling algorithm, a dynamic control of the duration of Vo IP priority mode is proposed according to the packet loss rate of voice packet, so as to avoid the hunger of other services. In the vo IP priority mode, the wireless resources allocated by pairwise users are shared, which reduces the waste of wireless resources caused by the retransmission of users with poor channel quality. Then, the improved method is applied to Vo LTE scheduling to further reduce the signaling overhead of wireless resource scheduling, to improve the utilization and scheduling efficiency of wireless resources, and to improve user satisfaction and Vo LTE user capacity in the cell. Then, MATLAB simulation tool is used to verify the performance of the improved algorithm to Vo LTE voice packet loss rate, user satisfaction and user capacity. In this paper, throughput and bit error rate (BER-BIT error rate) are taken as two performance indexes. The influence of SNR signal to noise ratio (SNR) of receiving antenna on the performance of Vo LTE speech frame transmission is studied and verified by simulation. The simulation results show that the throughput of Vo LTE can be greatly improved by increasing the SNR of the receiving antenna within a certain range, but the increase of SNR outside the range has little effect on the throughput. The bit error rate of transmission can be reduced by increasing the SNR of the receiving antenna. By comparing the simulation results of the two antenna models, it can be seen that the transmission performance of Vo LTE is enhanced with the increase of the number of transmitting and receiving antennas, and the multi-antenna can compensate for the effect of low SNR to some extent.
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2005734