3GPP LTE中上行链路MAC层调度的研究

1、 上海交通大学博士后学位论文3GPP LTE中上行链路MAC层调度的研究姓名：王枫申请学位级别：博士后专业：通信与信息系统指导教师：徐友云;尤明礼20071001 无线接入网的优化策略两方面，在空中接口引入了大量的先进技术，如、疘算法的公平性问题，资源块 无线接入网的优化策略两方面，在空中接口引入了大量的先进技术，如、疘算法的公平性问题，资源块 琺，猩闲辛绰稭层调度的研究 无线资源管理发展趋势无线资源管理现状路自适应技术可以实现较更高的分组传输速率。需要指出的是，尽管和实现了对分组数据业务的支持，但由于其有限的数据传输能力还不足以支持对带宽要求较高的多媒体数据业务，所以在这些系统中，分组调度机

2、制在第二代移动通信系统无线资源管理体系中的作用并不明显。采用为空中接口的第三代移动通信系统可以提供广域覆盖褪夷冢湮迅哺的峰值率。传输带宽的改善为系统支持更丰富的多媒体业务奠定了应用基础。将及其演进系统的承载业务定义为会话类、数据流类、交互类和后台类四种业务类型。由于采用了空中接口技术，第三代移动通信系统中可支配的无线资源除了频谱、时隙、发射功率外，还包括扩频码。猩闲辛绰稭层调度的研究 为了确保在未来相当长时间内的竞争力，面已取得标准化的架构和协议作简要介绍。上行传输方案选择带有循环前缀的、低峰均功率比的单载波传输方案 调度上行允许调度接入和竞争接入。在调度接入时，动态分配给终端特定的时频资源用

3、于上行数据传输。但是，某些时频资源可以用作竞争接入。在这些时频资源内，终端可以在没有预先调度的情况下进行传输。竞争接入通常用于随机接入和请求调度信令。调度执行主要是由数据链路层的硬憷赐瓿伞层协议的设计目标是最大化吞吐量，腗层要能够根据不同信道条件，不同业务 时使得系统尽可能提高频谱的利用效率，增加用户吞吐量和平衡用户间输入参数：，包括调度请求、缓冲区数据状态报告、功率反馈、重传等；上层的配置信息，如业务配置、用户配置、频谱规划信息等下行调度信令信道容量输出参数：调度结果，如编号、数目、持续时间等 传输功率控制应当可以至少补偿路径损耗和阴影效应。另外通过功率控制也可以抑制小区边缘用户的干扰问题。

4、根据不同的控制目标，功控可以分为慢功控和快功控。慢功控的控制依据是小区的覆盖率、小区平均吞吐量，边缘用户吞吐量以及小区平均干扰水平。快功控是一种精确的功率控制。快功控就是快速实时地跟踪无线环境快衰落的变化，补偿由小区间干扰抑制闲薪尤胂低辰赟瓼浞绞健瓼直怀莆狣哂泻芏嘤隣相似的特性。例如也是一种特猩闲辛绰稭层调度的研究 题。小区间干扰对系统的影响主要在于：两类，一类是小区内功控，另一类是小区间功控。传统功控策略小区内的功控可以采用的几种简单的策略是：猟；猩闲辛绰锋层调度的研究 篺猩闲辛绰稭层调度的研究 但公司方案中的苣讶范飧鲋凳且缘趚对应的移动用户作就等于。当F渌凳保珹值取决猩闲辛绰稭层调度的研究

5、 ！唬痡未吏睢鯝酪籵。；、，曼气囊一，： 逦 猩闲辛绰稭层调度的研究 。癿， 猩闲辛绰放鴆层调度的研究 最大固定发射功率，最大发送功率衷个一；小区平均吞吐量约捌骄自胩猩闲辛绰稭层调度的研究 石高订墨墨固皿醢墨豳圆 功率。在仿真中发现改变不同的比例因子低车钠骄掏铝俊咴的吞吐量 我们仿真所用的参数：一直线比例功控，凸曲线比例功控，第一段：猟谌危篟狿；，第三段：。猩闲辛绰锋层调度的研究 猩闲辛绰稭层调度的研究 孑学一 蟮猩闲辛绰稭层调度的研究 考虑小区间干扰的功控策略以上功控算法的参数中使用的都是，更能表征用户在服务基站和非服务这样，考虑小区间干扰的功控表达式设计成：狟一拈口猟最低补偿值，口为补偿斜

6、率。猩闲辛绰稭层调度的研究 曲线甭式闲腜算法產訮夭钩V鱌功控补偿为猟，固定算法甭式洗蟮腜算法畂表夯赑的功控仿真结果 小区间和小区内结合的功控策略以上我们研究的都是小区内的功控。传统的小区内功控无法准确控制小区间干猩闲辛绰锋层调度的研究 因此将两者结合就可以解决这两种矛盾。当的位置发生改变时用小区内功直线比例功控采用的参数是功控方案猩闲辛绰稭层调度的研究 辏； 广一一公猩闲辛绰稭层调度的研究 图图猩闲辛绰稭层调度的研究 频率选择调度算法频率选择调度取得的增益叫做多用户分集增益。在移动通信环境中，受路径损耗，阴影衰落以及多径衰落效应的影响，在同一个基站覆盖范围的不同位置的用户具有不同的信道条件和信

7、噪比。而且其信噪比的特性是相互独立的随机变量。在采用自适应调制技术后，各个用户的信道容量就是不断变化的。这样，当多个用户复用在一起进行数据传输时，就出现了通过调度技术来充分利用信道容量的可能性。 锢聿愕男诺捞跫峭鼵从高到低标志用户信道条件由好到差。荕疘调度器的重要参数。一般束，如果一个用户的几个信道条件比较好的资源块在么实现过程如图所示镜姆桨。 疘调度算法执乱后每个所分配到的平均数。我们 墨己里面图疘算法的资源分配效果算法。 值和硎荆碓诘鼻暗鞫仁笨炭趓以传走的比特数利用户的平均吞吐量。 乏为过滤窗大小吒猦猯土礁鰏，共有终端用户所分配到的资源块数目。因此只有通过频率选择性算法分到资源 疘调度结果

8、的个小例。上部的图显示的是根据所有参与调度图疘特性的 算法描述：获得的资源块分配结果如中间的图示。 图算法资源分配示例 图算法的资源分配效果疘和两种算法的性能仿真结果如表荆撬堑腃分布图。从表镜慕峁矗肞惴赗蚼疘算法中取得了相当好的折 。图据量非常小。对这类业务的支持需要调度器既具有非常好的实时性又具有合理的公平性。实时性体现在能够及时将交互信息传回去，公平性体现在不影响其他业务的正常运行。如果将数据量大的用户和数据量小的用户进行分时调度，那么在调度数据量小的用户时，宽带系统的频谱资源有可能被浪费，另外信令信道可能无法支持太多用户的调度信令同时传递。解决这个问题的办法是让数据量小的用户和数据量 将

9、上述两个过程的结果进行合并，合并准则为： 一一直。一一皿。丑一 械腝管理机制和调度机制械腝管理机制 流类视频低持械腝体系结构猩闲辛绰稭层调度的研究 性匾滴袷莸5拇洹接入承载根据性氐腝属性提供刚关衪行链路层调度的研究 图分配和保持优先权猩闲辛绰锋层调度的研究 畲蟊忍芈蔒定了四种业务类型，每种业务类型的带宽请求方式简单描述如下：主动授权业务猩闲辛绰稭层调度的研究 非实时查询业务非实时查询业务支持非周期变长分组的非实时数据流，例如，有尽力而为业务尽力而为业务支持非实时无任何速率和时延抖动要求的分组数据业流量控制算法 化，使得每个业务流在到达和流出的速率难以估计准确。 只：盟：盟盟石怯没令牌桶中的令牌

10、数，它等于每奔淠诎碤况衣稹幸吩。，抡娼峁绫所示。 用户在某一段频谱上的疘能够从其他竞争者中冒出头来才可以获得优先传输的机户群中仅个用户未达到是有蛴冢糯蟊妒的 功率调度资源调度中的功率调整不同与功控算法中的功率调整。功控中的功率调整是为 我们仿真了两种方案：发送省抡娼峁绫和图所示。表哂泄实鞫裙艿腝调度算法性能比较 信道竺竺竺：二鲻黾観用户优先级权重，增加功率憾处于嚣耋篓竺竺：竺八蚍缘用户耐掏铝靠梢缘玫揭焕诶茗轰麓黧黧篓黧黛紫麓撇考警量基与础的调度惴算碌托摹 某谲磊嚣蓄猩闲辛绰锋层调度的研究 ，然后根据该上龆腗值向左右两边扩展，直到新扩进来算法增加了，但小区平均吞吐量却下降了。算法所能获得的用户最

11、小速率更有保障。引起这个现象的原因在于我们仿真中选用的业务是 。在 的业务环境下，端的总是满的，不会 鞡。 等待调度器分配资源，因此一个用户并不是在每个调度时刻都能分到资源，那么队列中的包就必须等待下一个调度时刻的到来。这种未被调度到的等待就是一种延迟。另外一种延迟是虽然队列中等待的包不断地被传走，但由于能够传走的包总是比队列中剩余的和新到来的包要少，这样包的延迟就会逐渐累积。因此合理的调度策略应该是既考虑两次调度之间的间隔，又考虑该业务包到达速率的大小和传走速这样就有两个指标可以表征当前缓冲区中包等待的情况： 就没有延迟增加的包等在队列中。因此合理的统计旧包在队列中延时的累积可以按以下算法实

12、现：一当岛一，；保映偈奔湫清零；猩闲辛绰锋层调度的研究 混合业务调度在逑到峁怪幸滴癖环治父隼啾穑直鸲杂蛔镼丰要特征和参 ，混合业务的优先级计算 式：层：器半半等耄巧，晌和嘭，晌就是启动优先级加倍的警戒线；夕因子决定优先级增加的斜率。优先级加速灰涣薊 涸合、备的统一优弃级计笪 嘭，势发展；同时宽带无线接入网如 通用无线资源管理的一个重要内容是无线接入技术的选择、接纳控制、一一 法就是保证空口的这些技术能够可靠有效的运行，满足系统规范中所要求的性能指 。猩闲辛绰稭层调度的研究 猩闲辛绰稭层调度的研究 瑅琍，”，琈，骵” ，”，猩闲辛绰稭层调度的研究 琒，現珼琔，保琒，琒， ，猩闲辛绰稭层调度的研究 ，【 ， ，猩闲辛绰稭层调度的研究 ，。鲁。昌昌：；：；：昌皇鲁：昌昌昌昌鋈警二二；重耋茎圣苫三坌；董釜筌二：；：昌昌暑；昌昌昌昌