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高铁环境下LTE无线资源调度算法研究
| 论文题名： | 高铁环境下LTE无线资源调度算法研究 |
| 关键词： | 高速铁路;移动通信系统;资源调度算法;公平性;吞吐量 |
| 摘要： | 高速铁路的快速发展给人们的生活带来了极大便利，与此同时高速环境下如何保证旅客高质量的通信服务成为当下研究的热点。LTE作为新一代的移动通信系统，结合了OFDM、MIMO等先进的无线技术，具有带宽大、覆盖能力强、频谱效率高等特点，能够更好的满足逐渐增长的多媒体业务需求，是极具潜力的铁路移动通信系统。但是无线资源的有限性仍然存在，用户业务的多样性、高铁环境的特殊性都加大了对频谱资源最大化合理利用研究的挑战。无线资源调度的不合理将会直接影响用户的网络体验和通信质量，因此资源调度算法是LTE系统中必不可少的技术之一。 首先，本文对LTE通信系统、资源结构以及LTE系统的资源调度算法：RR算法、MAX C/I算法和PF算法进行了介绍，并在此基础上对这三种算法进行了分析和比较。 其次，本文重点研究了高速铁路这种特殊环境下的资源调度算法，设立了列车穿越蜂窝小区时，普通用户和列车用户同时存在的场景。列车的高速运行导致铁路无线通信系统出现的多普勒频移、信道环境恶劣等问题都会恶化列车用户的通信环境，使列车用户与普通用户在竞争无线资源时处于劣势地位，不能较好的获得无线资源。在分析经典的调度算法不能很好地满足列车用户公平性的基础上，提出了基于提高列车用户公平性的p-PF算法。该算法的核心是加入了列车用户数目这一参数来提高列车用户优先级，从而改善列车用户的公平性。 最后，本文对经典的三种调度算法和p-PF算法在吞吐量和公平性两个方面进行了仿真分析，通过改变列车速度和列车用户数分析 p-PF算法的性能。仿真结果表明，不同速度下 p-PF算法在保证了列车用户吞吐量的同时有效提高了列车用户的公平性，能够更好的适应高速环境；为了进一步验证 p-PF算法的性能，本文选取两种典型的业务类型：FTP业务和Video业务，并采用PF算法和p-PF算法针对此两种业务进行性能仿真。仿真结果表明在不同的业务负载下，p-PF算法在吞吐量和公平性等方面均有所提高。 |
| 作者： | 李露 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 徐岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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