论文部分内容阅读
LTE系统中的下行资源调度,应当在保证系统吞吐量和公平性的前提下满足用户的QoS需求,它是当前LTE技术研究的一个重点方向。本论文首先介绍了 LTE中的协议栈和帧结构,阐述了下行资源调度、信道质量指示上报策略、自适应调制编码技术和LTE系统中无线承载的分类等,描述了衡量LTE系统调度算法的性能指标。基于3GPP LTE的R9标准和网络模拟器NS-3的接口规范,设计了 NS-3中下行调度信令和下行调度器的调度过程。然后,详细分析了最大载干比、轮询、比例公平和MLWDF(Modified Largest Weighted Delay First)等四种常见的调度算法。最大载干比、轮询和比例公平等算法不能保证用户的时延,而MLWDF算法能够保证用户的时延,但其存在的主要缺点有二:第一,它不能很好地降低时延敏感业务的队列时延;第二,它不能保证用户的传输速率。针对MLWDF算法的第一个缺点,本论文设计了改进算法MLWDF-D。该算法通过改变优先级中的时延系数,能够迅速提高时延敏感业务的调度优先级,使得时延敏感业务获得优先调度,从而保证它的通信质量。接下来,使用C++语言在NS-3中分别实现了 MLWDF和MLWDF-D算法,完成了调度用户的选择、传输块大小和位置的确定等工作,进而搭建具有代表性的单小区仿真场景,所有用户均匀分布,50%的用户传输最大等待时延为100ms的业务,另外50%的用户传输最大等待时延为300ms的业务。仿真结果表明:相比于MLWDF算法,MLWDF-D算法能够降低整个系统的丢包率,降低时延敏感业务的队列时延,平均降低11.007%,说明本算法能在时延约束之内更好地调度时延敏感业务,但是它增加了其它业务的队列时延,同时牺牲了用户的公平性。针对MLWDF算法的第二个缺点,在MLWDF和MLWDF-D算法的基础上,本论文设计了改进算法MLWDF-T,该算法通过引入保证比特速率参数,能够迅速提高保证比特速率无法满足的业务的调度优先级,使得这类业务获得优先调度。接下来,使用C++语言在NS-3中实现了 MLWDF-T算法,添加不同业务的保证比特速率,进而搭建具有代表性的单小区仿真场景。仿真结果表明:相比于MLWDF算法,MLWDF-T算法能够提高保证比特速率无法满足的业务的吞吐量,平均提高14.053%,降低这类业务的队列时延,但是它降低了其它业务的吞吐量,同时损失了用户的公平性。