基于QoS的LTE下行鏈路調度算法研究.pdf

1、無線多媒體業(yè)務的快速發(fā)展，要求LTE系統(tǒng)具有高吞吐量、低時延和滿足用戶服務質量要求(QoS)的特性。這就使得有限的頻帶資源與不斷增長的數(shù)據(jù)業(yè)務需求之間的矛盾日益嚴重。OFDM作為LTE下行鏈路的核心技術之一，能夠顯著提高頻帶利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率，使系統(tǒng)能更加靈活的調度資源。因此在OFDM技術的基礎上，如何合理高效地調度資源并兼顧用戶QoS是一個需要研究的問題。
　　論文首先介紹了LTE系統(tǒng)架構、QoS機制以及LTE下行關鍵技術-O

2、FDM技術原理、系統(tǒng)實現(xiàn)，分析了無線信道衰落特性，為后續(xù)建模仿真提供了理論支持。而后引入了兩個資源優(yōu)化分配準則，即速率自適應準則RA和余量自適應準則MA。對這兩種準則下的一些資源分配算法進行了理論分析和性能仿真，其中包括單用戶資源分配的注水算法、貪婪算法，多用戶資源分配的MaxSNR+WPA算法、RR+EPA算法、Shen算法。在分析各個算法原理和優(yōu)缺點的基礎上，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有LTE下行鏈路資源分配仍有許多待解決的問題，如用戶間公平性較差、無

3、法保證QoS、效率低等。
　　重點研究了在LTE下行多用戶環(huán)境下，基于QoS的自適應資源分配算法。針對這個研究方向，首先基于RA準則將資源分配分為子載波分配與功率分配。在子載波分配過程中，首先依照RR算法為每個用戶分配一個子載波，再結合用戶目前信道狀態(tài)信息、業(yè)務類型、速率約束因子分配剩余子載波，速率約束因子可根據(jù)用戶業(yè)務類型動態(tài)調整，其決定了用戶速率的上限;在功率分配過程中，由于已經完成了子載波的分配，此時RA優(yōu)化問題可放松為一個

4、凸優(yōu)化問題，結合已完成的子載波分配方案剔除增益噪聲比過小的子載波并以此作為一個約束條件簡化該優(yōu)化問題，化簡至只有一個未知變量的情況下利用二分搜索迭代算法迭代出該問題的最優(yōu)解，再利用該最優(yōu)解求出系統(tǒng)中每個用戶的動態(tài)注水線，此時采用注水思想完成功率分配。
　　最后通過MATLAB仿真工具，從基站、用戶、噪聲、路徑損耗等幾個方面進行建模，結合城市宏小區(qū)(Uma)場景參數(shù)配置以及3GPP36.942協(xié)議規(guī)范設置相應仿真參數(shù)，搭建靜態(tài)LTE