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LTE是一种先进的宽带无线移动通信网标准,采用OFDM技术使系统能够达到更高的性能。LTE的目标是支持更高的峰值速率,满足业务多样性需求,提高系统容量,有效提升小区边缘用户性能等。在下行方向采用OFDMA作为多址方式,为达到以上LTE目标提供了物理层技术支持;其中在MAC层的实现OFDM系统无线资源的有效管理和高效分配是达到LTE目标的关键技术。由于OFDMA技术子载波之间的正交性,保证有效抵制了小区内部的干扰,但是小区之间的干扰严重影响了小区边缘用户服务质量,导致小区边缘的数据速率低。无线资源分配过程如何在充分利用带宽,满足用户各种业务的服务质量要求的前提下,提高边缘用户吞吐量,是本文的研究目标。
干扰协调技术是在小区间用协调的方式进行资源管理控制,使相邻小区边缘用户频带尽可能正交,从而减小它们的小区间干扰。软频率复用方案作为一种干扰协调技术方案具有比较大的优势,体现在灵活度高,适合用于不同业务密度的系统之中,同时具有较高的频谱利用率。
目前大多资源分配算法没有以提高边缘性能为目标,同时多数算法是以理论研究为主,不适应或不易于资源分配算法的工程实现。本文综合考虑将软频率复用方案应用于下行资源分配过程之中,有效提高边缘用户吞吐量,并且综合考虑小区用户业务的QoS保证,在此基础上提出算法的工程实现方法。综合考虑上述因素,针对TD-LTE基站端下行资源分配算法设计和软件实现展开研究,论文的主要工作包括:
1、本文提出一种基于软频率复用方案的基站端下行资源分配算法设计方案。通过进行两轮资源分配,分别完成GBR无线承载数据资源块分配,和非GBR无线承载数据资源块的高效分配。算法在用户公平性,调度效率和系统吞吐量保证等方面都有考虑。在进行物理资源块分配过程中,依据软频率复用方案,判断用户为小区边缘用户或小区中心用户,分别进行主频带资源和辅频带资源的合理分配。同时该算法具有可实现性,合理的算法复杂度易于软件实现和系统维护,并适合应用于现有TD-LTE基站协议栈软件系统。
2、本文基于上述算法设计方案实现了基站端下行调度模块。该下行调度模块运行于中科院计算所无线中心所研发的TD-LTE基站协议栈软件系统中。下行调度模块采用模块化的设计模型,将资源分配算法实现于各个下行调度子模块之中。该基站端下行调度模块的优点是,模块内部紧耦合,模块与外部模块间松耦合,调度模块具有可移植性和可替换性。该模块已经通过了单元测试和系统测试。测试证明该下行调度模块能够能稳定运行于TD-LTE基站端协议栈软件平台,并对边缘用户性能有比较大的提升。