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为了适应移动通信的高速发展,3GPP组织提出了3G的长期演进标准(LTE)。上行分组接入(UPA)子系统是LTE系统的一个重要组成部分,而上行分组调度算法的优劣对LTE UPA系统的性能起着关键性的作用。本文在介绍LTE UPA系统关键技术的基础上,着重研究了IWE UPA系统的上行时频调度算法和空频调度算法。
全文的主要工作可概括为以下四个方面:
①介绍LTE UPA系统的关键技术。本文对LTE UPA系统中的关键技术如SC-FDMA传输机制、HARQ和AMC等链路自适应技术、空间分集和虚拟。MIMO等多天线技术、以及功率控制和小区间干扰协调等无线资源管理技术等进行了介绍和实现。
②搭建LTE UPA系统级动态仿真平台。该平台在对LTE系统的业务生成、无线衰落链路、用户移动性等进行数学建模的基础上,对PHY、MAC和RLC等协议进行了仿真,是评估系统性能和研究分组调度算法的基础。
③研究LTE UPA系统的时频调度算法。本文基于效用函数建立了LTE UPA时频调度的统一数学模型,推导出了MAC C/I算法和PF算法的目标效用函数,并提出了符合LTE系统的有效性调度算法。同时,针对非实时业务,设计了NRPF和GMRPF调度算法。GMRPF算法因考虑了最低速率要求而改善了NRPF算法的公平性性能。针对实时业务,则给出了M-LWDF和EXP—rule原则在LTE UPA系统中的实现。
④研究LTE UPA系统中的空频调度算法。空频调度实质上是一个时间、频率、空间三维资源的分配问题。本文根据"one at one time”调度策略下的PF算法思想,推导出了PF空频调度算法的目标效用函数,建立了PF空频调度算法的数学模型。此外,本文分别基于用户间的信道正交信息和贪婪思想提出了OPS-PF算法和PF-SFS算法。PF—SFS算法具备非常接近最优算法的PF性能,而OPS-PF算法在计算复杂度方面具备一定的优越性。