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3GPP LTE中上行SC-FDMA系统的资源分配研究

作　者: 张倩
导　师: 王玉良
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: LTE SC-FDMA 资源分配 比例公平算法 效用函数
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 294次
引　用: 2次
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内容摘要


LTE的正式名称是Long Term Evolution,即3GPP长期演进项目,是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目。它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。本文着重研究了LTE上行SC-FDMA系统的资源分配问题。论文的第一章阐述了LTE技术的发展背景、系统性能需求、物理层技术方案。第二章中介绍了LTE项目中多种SC-FDMA实现方法和资源分配方式的取舍,分析了集中式(Localized)和分布式(Distributed)的优劣,为后续章节研究集中式资源分配的调度算法做好铺垫。然后从OFDM技术开始,分析了SC-FDMA这种多载波传输技术的基本原理,介绍了它的发射机结构、子载波映射方式、帧结构、循环前缀的定义、资源块的大小、调制编码方式、参考信号结构等。第三章是全文的理论基础,首先概述了无线通信系统中的资源管理,然后说明了SC-FDMA系统的资源分配问题,提出了适用于LTE系统的调度框架。最后详细介绍了几种常见的适用于无线通信中的分组调度算法。论文的第四章是全文的研究重点。首先介绍了当前国内外研究进展。然后在第三章介绍的比例公平调度算法(PF,ProportionalFair)的基础上,将传统的时域比例公平算法引入到频域。仿真并分析了适用于SC-FDMA的频域分组调度算法(FDPS),比较了第一极值扩张法(FME)、递归最大值扩张法(RME)、最小包络差异值法(MADE)的公平性和吞吐量,分析了这些启发式算法可能存在的极端情况。以往的SC-FDMA分组调度算法的研究大多是基于有饱和业务的模型,本文提出了一种更适合现实情况的系统模型,即有动态业务及丢包情况下的系统模型,在启发的集中式斜坡算法(HLGA)的基础上提出了“修剪”富余资源块的方法。然后综合上述研究提出了适用于动态业务模型下的最优调度策略,通过仿真分析证明了它在该系统模型下较之前的算法能获得更好的分组时延效果。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 3GPP LTE概述  10-12
    1.1.1 背景介绍  10
    1.1.2 LTE研究和标准化工作进程  10-11
    1.1.3 LTE系统性能需求  11-12
  1.2 LTE物理层技术方案  12-14
    1.2.1 基本传输技术和多址技术  12
    1.2.3 宏分集技术的取舍  12-13
    1.2.4 MIMO技术  13
    1.2.5 编码调制技术  13-14
  1.3 论文主要内容和结构  14-15
  1.4 本章小结  15-16
第二章 SC-FDMA系统技术特点  16-28
  2.1 LTE上行多址技术的取舍  16-18
    2.1.1 SC-FDMA实现方法的取舍  16-17
    2.1.2 SC-FDMA资源分配方式的取舍  17-18
  2.2 SC-FDMA系统介绍  18-27
    2.2.1 SC-FDMA基本原理  18-21
    2.2.2 子载波映射  21-22
    2.2.3 帧结构  22-24
    2.2.4 循环前缀  24
    2.2.5 资源块  24-25
    2.2.6 调制与编码  25-26
    2.2.7 参考信号结构  26-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章 无线系统中的资源分配和调度  28-44
  3.1 无线资源与无线资源管理  28-31
    3.1.1 无线信道的基本特征  28-29
    3.1.2 无线资源的概念  29-30
    3.1.3 跨层无线资源管理  30-31
  3.2 SC-FDMA系统资源分配概述  31-32
  3.3 LTE系统调度框架设计  32-38
    3.3.1 调度器和调度流程  32-34
    3.3.2 调度相关的信令支撑  34-35
    3.3.3 技术原理概述  35-36
    3.3.4 基站调度框架  36-38
  3.4 常用的分组调度算法分析  38-43
    3.4.1 最大载干比调度算法(Max C/I)  39-40
    3.4.2 轮循算法  40-41
    3.4.3 比例公平算法(Proportional Fair,PF)  41-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 LTE上行SC-FDMA系统的分组调度方案  44-75
  4.1 国内外研究现状  45-46
  4.2 比例公平频域分组调度  46-67
    4.2.1 系统模型  46-47
    4.2.2 问题描述  47-49
    4.2.3 启发式算法  49-60
    4.2.4 性能仿真和评估  60-67
  4.3 一种改进的动态业务模型下启发式调度算法  67-73
    4.3.1 系统模型和问题分析  67-68
    4.3.2 算法描述  68-72
    4.3.3 性能仿真和评估  72-73
  4.4 本章小结  73-75
第五章 结束语  75-76
参考文献  76-78
致谢  78-79
攻读硕士期间发表学术论文  79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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