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高铁环境下基于多业务的资源调度算法研究
| 论文题名： | 高铁环境下基于多业务的资源调度算法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;资源调度;LTE-R系统;优先级判决;频带利用率 |
| 摘要： | 高速铁路的飞速发展给人们的生活带来了极大便利，如何保证快速移动环境下高质量的通信服务成为当前研究的热点。LTE-R作为新一代的铁路通信系统，能够有效地满足用户日益增长的需求，但是无线频谱资源的稀缺性仍然存在。尤其在多业务共存情况下，业务类型的多样性加大了更合理地利用频谱资源的难度。因此，本文在跨层分组调度方案的基础上，提出了一种改进的多业务资源调度算法，并对所提算法进行了验证。仿真分析表明，相比于传统的多业务调度算法，改进的算法可以有效地降低分组传输时延，并提高系统的频带利用率。 论文的主要研究内容体现在以下几个方面: (1)分析了LTE-R系统，从体系架构、关键技术、资源结构三个方面进行了介绍。其中体系结构包括接入网、核心网、协议栈，关键技术包括多载波调制技术、多天线技术、链路自适应技术，资源结构包括帧结构、资源块、资源分配方式。 (2)介绍了资源调度的策略、业务分析。首先阐述了分组调度这一概念的内容、分组调度器运行步骤、模型架构，此外，对四种最为常见的资源调度算法进行了分析:轮询算法、最大载干比算法、正比例公平算法、改进的最大时延优先算法，分别比较了四种算法的优缺点。然后分析了代表性的实时业务，列控业务中选取语音组呼、语音广播，旅客业务选取分组语音、网络电视，分析其特性。最后分析了非实时业务的特点，列控业务选取调度命令信息、列车机车号信息、列尾风压信息，旅客业务选取文本文件、电子邮件，分析它们的特性。 (3)介绍了多业务资源调度算法。首先阐述了传统的多业务资源调度算法，为接下来的分析提供了对比依据。然后在分组跨层调度方案的基础上，对实时业务和非实时业务的优先级分别进行了改进，将代表不同业务类型的因子δj(t)引入优先级判决式。 (4)选取代表性的列控业务和旅客业务，对改进的多业务资源调度算法进行了仿真分析，通过改变列车速度对改进算法进行了评估和分析，根据仿真结果来看，列车速度有差异时，改进的调度算法可以有效的降低分组时延，提高系统的频带利用率，能够更好的适应高速环境。 |
| 作者： | 兰歆喆 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 郑玉甫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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