论文部分内容阅读
为了实现大带宽的系统需求,LTE和LTE-Advanced都采用OFDMA的接入方式,小区内用户的信息承载在相互正交的不同载波上,相邻小区共享相同的系统频带。OFDM技术能有效消除小区内干扰,但是作为代价,带来的小区间干扰却更为严重。因此,小区间干扰成为制约LTE/LTE-Advanced系统容量的关键因素之一,要提高小区边缘的数据速率,进而提高系统的频谱利用率,就必须有效减轻小区间干扰。本文主要研究LTE/LTE-Advanced系统MAC子层的干扰管理策略,并针对系统的需求,设计MAC子层的软件无线电平台和硬件实现平台。本论文的内容来源于作者在硕士阶段参与的三个项目:1)国家新一代宽带无线移动通信网科技重大专项——IMT-Advanced协作多点传输技术研发;2)北京邮电大学与国际知名IT企业横向合作项目——基于无线网络云计算的LTE MAC研究;3)北京邮电大学与国际知名通信企业横向合作项目——-LTE MAC研究。基于以上三个项目,现将本文的主要工作总结如下:(1)基于LTE MAC研究项目,提出一个应用于LTE系统的能够提供QoS保证的分布式小区间干扰协调算法。通过仿真分析,该算法能够在保证系统容量不下降的情况下,显著提升小区边缘用户的吞吐量,并且实时保证用户(特别是小区边缘用户)的QoS。此外,由于该算法的实现完全由eNode B承担,干扰协调的实现只需要eNode B(?)司通过X2接口交互适量信令,故能很好适应LTE系统架构的扁平化趋势,进而应用于实际系统中。(2)在基于无线网络云计算的LTE MAC研究项目中,结合合作企业的云计算平台和多核处理技术,设计了基于软件无线电的LTE MAC协议的实现架构,搭建了基于C语言的LTE MAC软件实现平台。平台从功能上实现了MAC层业务数据处理、MAC层QoS保证和逻辑信道到传输信道的映射等三大功能。本系统遵循当前版本的LTE协议,实现了LTE系统中所定义的MAC层的主要功能,具有高效性、可移植性和可扩展性等特点,可以应用于LTE系统MAC层关键技术的评估验证等领域。(3)在协作多点传输项目中,本人负责构建LTE-Advanced CoMP场景下的硬件原型平台的MAC层协议的设计与实现,进而对项目在MAC子层的关键技术进行评估验证。所设计的CoMP系统的MAC协议实现结构包括:协议整体架构、发送和接收端的实现框图、MAC协议的软件功能模块划分等。系统MAC层协议的软件实现采用了实时嵌入式操作系统VxWorks及其开发环境WorkBench,硬件平台使用的是内嵌PowerPC的Virtex系列FPGA。协议的设计以扁平化、模块化、并行化为原则,实现了IMT-Advanced定义的CoMP系统的MAC层的主要功能,可以完成项目在MAC子层的关键技术的评估验证。系统对今后CoMP场景下MAC协议的设计和开发具有一定参考价值,可以作为进一步研究和开发的基础。