發(fā)布時間：2017-06-29 00:19

  本文關(guān)鍵詞：面向集群通信的LTE上行關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：集群移動通信系統(tǒng)是一種專用業(yè)務(wù)無線調(diào)度系統(tǒng),為用戶提供滿足行業(yè)需求特殊情形下的通信服務(wù)。雖然從技術(shù)原理上看與公網(wǎng)移動通信十分相似,但是專網(wǎng)集群通信具有一些無法取代的特性,如定制化要求高、區(qū)分用戶優(yōu)先級、極快的接入速度等。專網(wǎng)集群通信系統(tǒng)獨立于公網(wǎng)通信系統(tǒng),有其獨立的演進路線,正在經(jīng)歷著從模擬專網(wǎng)集群通信系統(tǒng)到數(shù)字專網(wǎng)集群通信系統(tǒng)乃至寬帶數(shù)字專網(wǎng)集群通信系統(tǒng)的演進。LTE技術(shù)作為全球4G標(biāo)準,具有高頻譜效率、高速率、低時延等優(yōu)點,并且產(chǎn)業(yè)化程度高,因此LTE專網(wǎng)集群通信具有其它寬帶通信技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢,目前基于LTE技術(shù)的寬帶專網(wǎng)集群通信技術(shù)演進已成為專網(wǎng)集群發(fā)展的共識,國內(nèi)以海能達為代表的相關(guān)廠商正進行著LTE專網(wǎng)集群通信的研究與開發(fā)。本文涉及的相關(guān)研究工作就是在這一一產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下開展的,主要針對LTE專網(wǎng)集群通信上行關(guān)鍵技術(shù)進行研究和改進,具體包括上行隨機接入和.L行調(diào)度及資源分配兩個方面。作為無線通信系統(tǒng)中媒體接入控制(Media Access Control, MAC)的關(guān)鍵技術(shù),隨機接入的性能優(yōu)劣對系統(tǒng)的整體性能有著不可忽視的影響。由于專網(wǎng)集群通信有著對接入時延以及區(qū)分用戶優(yōu)先級的特殊要求,因此在LTE專網(wǎng)集群通信的上行研究中,隨機接入技術(shù)也必然成為重點。LTE中隨機接入核心研究問題是如何減少接入過程中用戶之間的碰撞幾率問題,從而降低接入時延。本文在上行隨機接入方面的主要工作包含以下幾方面：(1)研究了通信系統(tǒng)中常用的隨機接入?yún)f(xié)議,在其數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上進行相應(yīng)性能分析。分類歸納了LTE不同的隨機接入場景,并分析相應(yīng)場景下隨機接入的觸發(fā)條件,對LTE下基于競爭的隨機接入流程進行了分析研究；(2)研究了LTE的前導(dǎo)碼序列和常用的退避算法,在此基礎(chǔ)上針對專網(wǎng)通信與公網(wǎng)通信的不同特點,在原有LTE隨機接入的基礎(chǔ)上提出了一種改進的隨機接入方案。為了驗證改進方案與LTE隨機接入的性能比較,分別搭建了各自的隨機接入仿真模型。在相同接入業(yè)務(wù)量和場景下,驗證該進隨機接入方案的有效性和實用性。作為MAC層另一個非常重要的組成部分,上行調(diào)度和資源分配在整個系統(tǒng)中也扮演著非常重要的角色。在某些涉及到公共安全的應(yīng)用場景下,專網(wǎng)集群通信對數(shù)據(jù)的傳輸時延有著極高的要求,而在某些以大量數(shù)據(jù)傳輸為主的應(yīng)用場景中,系統(tǒng)的吞吐量也是系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。本文在上行調(diào)度和資源分配方面的主要工作包含以下幾方面：(1)研究了通信系統(tǒng)中常用的上行調(diào)度算法,并做了相應(yīng)的對比分析。研究了上行調(diào)度涉及的上行參考信號和緩沖區(qū)狀態(tài)報告等內(nèi)容,重點分析了調(diào)度器的原理和功能以及上行調(diào)度的一般過程。(2)在前人工作的基礎(chǔ)上,針對集群通信系統(tǒng)的特點,提出了一種降低系統(tǒng)上行傳輸時延的三維資源動態(tài)分配方法,該方法充分考慮了用戶的優(yōu)先級和業(yè)務(wù)的優(yōu)先級,在時頻空三維上聯(lián)合優(yōu)化并采用了低復(fù)雜度的資源分配方法。搭建仿真平臺對該方法進行了驗證和分析。
【關(guān)鍵詞】：LTE 集群通信 隨機接入 優(yōu)先級 上行調(diào)度 資源分配
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 縮略詞表14-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 移動公網(wǎng)通信的發(fā)展和演進路線17-19
• 1.1.1 歷史背景17-18
• 1.1.2 移動通信系統(tǒng)長期演進路線18-19
• 1.2 專網(wǎng)集群通信簡介19-20
• 1.3 基于LTE的集群通信20-21
• 1.4 本文研究內(nèi)容和章節(jié)安排21-23
• 第二章 LTE上行傳輸技術(shù)概述23-35
• 2.1 3GPP LTE無線接入網(wǎng)架構(gòu)23-25
• 2.1.1 無線接入網(wǎng)架構(gòu)23
• 2.1.2 無線接口協(xié)議架構(gòu)23-25
• 2.2 SC-FDMA原理25-28
• 2.3 MIMO系統(tǒng)原理28-30
• 2.3.1 MIMO系統(tǒng)原理28-29
• 2.3.2 SC-FDMA虛擬MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-30
• 2.4 上行鏈路參考信號30-34
• 2.4.1 上行鏈路參考信號的生成30-32
• 2.4.2 上行探測參考信號32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 面向集群通信的LTE隨機接入研究35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 常見隨機接入模型35-39
• 3.2.1 ALOHA隨機接入模型分析35-38
• 3.2.2 CSMA/CD模型分析38-39
• 3.3 LTE上行隨機接入39-42
• 3.3.1 前導(dǎo)碼序列39-40
• 3.3.2 LTE隨機接入過程40-42
• 3.4 一種基于優(yōu)先級的LTE隨機接入過程42-46
• 3.5 仿真結(jié)果分析46-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第四章 面向集群通信的LTE上行資源管理研究51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 LTE上行資源調(diào)度與分配51-55
• 4.2.1 緩沖區(qū)狀態(tài)報告51-52
• 4.2.2 上行調(diào)度過程52-55
• 4.3 常見的幾種調(diào)度算法55-56
• 4.4 一種降低系統(tǒng)上行傳輸時延的三維資源動態(tài)分配方法56-60
• 4.5 仿真與驗證60-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 全文總結(jié)67-68
• 5.2 可進一步研究的問題68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究工作及成果75

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