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长期演进(Long Term Evolution,LTE)是3GPP启动的一项B3G宽带无线接入技术,能够更好地利用频谱资源,以更低的成本提供良好的覆盖和信道容量,分组调度是LTE中实现高速数据传输的重要组成部分,已成为LTE的核心技术之一。此外,随着无线通信技术的发展,语音、视频、多媒体等业务全面渗透到无线业务应用中,不同业务服务质量需求各异,如何设计有效的分组调度算法在保证各业务的服务质量的前提下,提高整个系统的性能是分组调度的主要任务,也是目前移动通信系统的一个研究热点。
首先本文对LTE及其分组调度策略进行了概述,介绍了LTE的系统构架和需求、关键技术及其后续演进、无线资源管理及市场发展状况;着重阐述了LTE下行分组调度的基本原理和五种经典的分组调度算法,并对这五种算法进行了深入研究,比较了它们的性能特点和局限性。
其次,本文深入研究了M-LWDF算法,针对其在用户公平性方面的缺陷,提出了基于线性优先级和非线性优先级的M-LWDF算法的改进算法,并对M-LWDF算法和其改进算法进行了性能仿真对比,仿真结果表明,所提出的算法能够在牺牲少量系统吞吐量的情况下,较大程度地改善用户公平性和业务的分组投递率。
再次,本文详细分析了LTE系统中现有的一些基于混合业务的分组调度算法,系统始终为具有最高调度优先级的用户提供服务,各业务之间无线资源分配存在着不确定性,很难保证各业务的服务质量;同时,在混合业务场景,业务间可以通过相互协作来提高系统性能;因此,本文根据业务属性、系统资源、剩余资源等约束条件,提出了一种基于博弈论的动态资源分配策略,并对该策略和现有的一些资源分配算法进行了仿真对比,仿真结果表明所提出的资源分配策略能够有效提高系统频谱效率和各业务的服务质量。
最后对本文进行总结,并展望未来的研究工作。