lte系统无线资源分配的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1引言随着移动通信网络的发展和竞争的加剧，现在用户对于网络覆盖、传输的数据速率和服务质量的要求不断提高。现阶段3G网络已经平稳推进，同时2G网络也在不断完善，在今后2G和3G网络将会长期共存。与主要传送语音业务的第1、第2代无线通信系统不同，第3代及第4代无线通信系统还将支持速率高达100Mbit/s~1Gbit/s的多媒体宽带数据业务。随着人们对高速移动状态下，多种业务需求的迅猛增长，这就要求移动通信系统应具有更高数据速率和更高的频谱利用率。在基于3G系统基础上提出了第四代移动通信系统L

2、TE，并进一步发展为LTE-A、IMT-A系统。LTE实现了更低了延迟、更高的用户数据率、更大的系统容量、更大的覆盖和更低的成本.。LTE一个基本特征就是要支持更大系统资源。考虑到用户对更高数据率的需求无法仅依靠频谱效率的提高来实现，将最大系统资源扩展到5MHz以上是不可避免的。另一方面，为了灵活使用零散的频谱，LTE系统也需要支持小于5MHz的资源。灵活的支持可扩展的资源，是LTE的一个重要需求。LTE项目的目的是研发一个高数据率、低延迟、为分组业务优化的无线接入技术。LTE上行达到了50Mbit/s，下行为100Mbi

3、t/s，显著的提高了频谱效率，显著降低了控制面延迟，可扩展资源支持1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz。LTE另一个重要的要求就是低的时间延迟、低的误码率，这是评价当今无线通信系统的一个重要指标。LTE的时延主要包括用户平面的时延和控制平面的时延。用户平面的时延对于实时业务和交互业务来说是一个非常重要的指标。在无线接口用户平面的最小时延可以通过无负载情况下的系统信号分析来计算。其被定义为从一个数据的包首次发送直至收到物理层确认（ACK）的平均时间。计算时应该考虑典型的HA

4、RQ重传率（如0~30%）。因此，该定义考虑的系统能力是没有被资源分配的时延（通常出现在加载的系统中）所影响的性能。往返时延可以简单地通过用户平面时延乘以2获[1]得。1华中科技大学硕士学位论文LTE系统还需要考虑无线接入网IP层的单向数据包延迟。最佳条件下，无线接入网络的时延要低至5ms。然而，在实际系统中实际时延依赖于系统负载情况和传输条件；例如在通过增加时延使频谱效率最大化时，HARQ起到了关键作用，然而这时会有重传发生；当需要满足最小时延条件时，最大化频谱效率就可能不重要。除了满足用户平面时延需求外，呼叫建立时延需

5、要比现在蜂窝系统明显降低。这不仅可提供良好的用户体验，还会影响终端的电池寿命，因为允许从空闲状态快速过渡到激活状态的系统设计能使终端有更多的时间维持在低功耗的空闲状态。控制平面的延迟由执行不同LTE状态间过渡所需要的时间来衡量。LTE主要基于两种状态，即“RRC_IDLE”和“RRC_CONNECTED”（即激活状态）。LTE系统要求从空闲状态到激活状态的过渡时间小于100ms（不包括寻呼时延和非接入层信令时延）。在无线网络中，端到端时延是由应用时延和传输时延组成的，是系统传输信息和处理信息所需的时间。应用时延是在两个传输

6、终端上处理信息所需要的时间，它包括音频和视频的编解码时延。传输时延是通过空中接口和无线网络传输信息所需的时间，它包括信道编码/解码、交织和传播时延等。在用户数据平面，空中单向时延小于5ms;在控制平面，用户从空闲状态到连接状态的时延小于100ms。误码率是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。误码率是指传输中的误码数与传输码数的一个比率。在LTE信号传输的过程中由于受到外界的干扰或者信道的质量比较差或者通信系统内部各个组成部分不够理想而使传送的信号发生畸变，畸变达到一定的程度是就会产生差错，即误码。本论文主要是在基于以

7、上指标进行无线资源分配研究。多用户资源分配主要是基于多用户公平性指标、信道容量最大化、用户等级、业务需求等指标的基础之上进行的资源分配。在本研究中，我主要针对时域为一个子帧，即1ms2个时隙为单位，频域针对不同的系统资源决定子载波的个数进行研究。多媒体业务是未来电信业务发展的必然方向，它将从根本上改变传统的电信业务以话音业务为主的特征，代之以融合话音、数据、图像等多种内容的传输业务。过去十年里，数据业务呈现出迅猛增长的势头，其增长率大大高于话音业务增长2华中科技大学硕士学位论文率。尤其是互联网产业的形成与发展对数据业务增长

8、形成了巨大的推动力。随着互联网应用在各经济领域以及社会生活应用和普及程度逐步提高，作为基础支撑的数据业务也随之呈现出增长势头。可以预计，技术进步和业务丰富仍将推动数据业务递增，宽带技术将普遍应用于电信网络，而增值业务将在电信产业链中发挥越来越重要作用，它将引领电信业务以新的姿态渗透于经济、文化、社会、生