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高速下行链路分组接入中的中继调度算法研究

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摘要

图表目录

第1章 绪论

§1.1 移动通信系统发展概述

§1.2 中继技术简介

1.2.1 Relay的基本原理及分类

1.2.2 Relay的研究现状

§1.3 HSDPA技术简介

1.3.1 协议架构

1.3.2 关键技术

1.3.3 研究背景

§1.4 论文主要内容和组织结构

1.4.1 论文主要内容

1.4.2 论文组织结构

第2章 HSDPA技术中的分组调度算法

§2.1 引言

§2.2 分组调度性能指标

2.2.1 分组调度算法性能指标

2.2.2 分组调度算法需要考虑的因素

§2.3 非实时业务调度算法

2.3.1 轮询算法

2.3.2 最大载干比(C/I)算法

2.3.3 比例公平算法

§2.4 实时业务调度算法

2.4.1 最早时限优先(EDF)算法

2.4.2 最大加权时限优先(LWDF)算法

2.4.3 修正的最大加权时限优先(M-LWDF)算法

§2.5 本章小结

第3章 HSDPA中继系统中非实时业务调度算法研究

§3.1 引言

§3.2 系统模型

§3.3 问题描述与分析

3.3.1 问题描述

3.3.2 问题分析

§3.4 基于公平性的两层PF调度算法设计

3.4.1 分组队列调度优先级计算原则

3.4.2 算法具体实现过程

§3.5 仿真结果及性能分析

3.5.1 吞吐率

3,5.2 公平性

§3.6 小结

第4章 HSDPA中继系统中实时业务调度算法研究

§4.1 引言

§4.2 系统模型与问题描述

4.2.1 资源约束

4.2.2 QoS约束

§4.3 HSDPA中继系统中改进的M-LWDF算法

4.3.1 分组队列调度优先级计算原则

4.3.2 算法实现过程

§4.4 仿真结果及性能分析

4.4.1 系统吞吐量

4.4.2 QoS性能

4.4.3 公平性

§4.5 小结

第5章 结束语

§5.1 本文工作总结及主要贡献

§5.2 进一步的研究工作

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他科研成果

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摘要

随着UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)系统的演进,高速下行链路分组接入(High-Speed Downlink Packet Access,HSDPA)技术已经成为增强UMTS系统下行链路性能的主要手段。中继(Relay)技术由于能够提高系统性能包括系统吞吐率和系统覆盖等已经被列入LTE-A(Long TermEvolution Advanced)标准化进程。鉴于此,HSDPA标准也在开始讨论是否通过引入中继来提高系统性能。但是中继的引入给传统的HSDPA系统调度带来新的问题,因此本论文重点讨论HSDPA中继系统中的调度问题,包括非实时业务和实时业务。
   在传统的HSDPA系统中,对于非实时业务的主流调度算法是比例公平调度(Proportional Fair,PF)算法,该算法可以在吞吐率和公平性之间取得很好的折中。但当HSDPA系统引入中继后,采用FDM(Frequency Division Mul(-)tiplexing)中继无法调整中继回程链路(Relay Backhaul Link)在无线帧中所占的时间比例,因此该算法无法保证基站用户和中继用户之间的公平性。鉴于此,本文通过分析系统公平性与系统无线资源分配的关系,提出了一种增加中继优先级修正因子以保证全局公平性的调度方案,并通过系统级仿真对方案的性能进行了分析。仿真结果表明,该算法在系统吞吐率和公平性两个方面都有较好的性能表现。
   对于实时业务的调度,目前主流的调度算法是修正的最大加权时限优先(Modified-Largest Weight Deadline First,M-LWDF)算法,虽然可以继续采用该算法,但由于中继的引入,中继用户的延时增加必然会导致中继用户的丢包率增大,而且由于我们采用的TypeⅠ中继,中继可以独立调度该中继下的用户,因此其时延并不是一个确定值,而是一个随机变量。此外,由于基站到中继的链路性能较好,可以将多个用户的分组聚合到同一个传输块中进行传输,此时基站需要确定分组聚合的策略。通过对以上问题的分析,本文提出了一种改进的M-LWDF算法,来设计中继的调度优先级。该调度优先级计算中不仅考虑到中继用户第二跳的时延和分组聚合还考虑到中继用户在基站端急需传输的分组数。仿真中,通过VoIP业务对该算法进行了验证,结果表明该算法能够在保证用户QoS要求的前提下,提高系统吞吐量。

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