【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................. 42 本章小結(jié) .............................................................................................................................. 43 第五章 LTE 下行分組調(diào)度算法分析 ............................................................................................. 44 傳統(tǒng)算法 ............................................................................................................................... 44 輪循算法 ..................................................................................................................... 44 最大載干比算法 ......................................................................................................... 44 比例公平算法 ............................................................................................................. 45 改進(jìn)型 PF 算法 .................................................................................................................... 47 PF2 算法 ..................................................................................................................... 47 MPF 算法 .................................................................................................................. 47 LSMPF 算法 .............................................................................................................. 48 傳統(tǒng)以及改進(jìn)型 PF 算法仿真分析 .................................................................................... 50 基于業(yè)務(wù) QoS 的算法 .......................................................................................................... 55 基于業(yè)務(wù) GBR 要求的算法 ....................................................................................... 56 基于業(yè)務(wù) PDB 要求的算法 ....................................................................................... 57 混合業(yè)務(wù) GBR 和 PDB 要求的算法 ......................................................................... 58 基于業(yè)務(wù) QoS 的算法仿真分析 .......................................................................................... 61 吞吐量及業(yè)務(wù)速率滿意度 ......................................................................................... 62 用戶業(yè)務(wù)平均包時(shí)延及其分布 ................................................................................. 67 本章小結(jié) ............................................................................................................................... 70 第六章 總結(jié)與展望 .......................................................................................................................... 71 論文工作總結(jié) ....................................................................................................................... 71 進(jìn)一步的研究工作 ............................................................................................................... 72 致 謝 .................................................................................................................................................. 73 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................ 74 研究生期間的成果 ............................................................................................................................ 76 南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展 移動(dòng)通信的發(fā)展 歷史 到目前共經(jīng)歷 了 多 個(gè)階段，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是從第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展到 現(xiàn)在的 第 三 代移動(dòng)通信系統(tǒng) 及 其 演進(jìn)系 統(tǒng) 。第一代蜂窩移動(dòng)通信 （ 1G） 標(biāo)準(zhǔn) 制定于上世紀(jì) 80 年代 ， 是基于模擬通信技術(shù)的， 其主要技術(shù)要點(diǎn)是 模擬調(diào)制加上頻分多址 ， 其代表 有 北美的 AMPS 系統(tǒng)，歐洲的 NMT 和 TACS 系統(tǒng) ， 日本的 JTAGS 系統(tǒng) ，西德 的 CNetz 系統(tǒng)，法國(guó)的 Radio 2020 系統(tǒng)以及 意大利的 RTMI 系統(tǒng) 等， 但是 第一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)存在頻率利用率低、保密性差、終端體積大等缺點(diǎn)。 第二代移動(dòng)通信（ 2G） 系統(tǒng) [1]起于 20 世紀(jì) 90 年代初期，流行于 90 年代中后期。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用數(shù)字式時(shí)分多址 （ TDMA）和碼分多址（ CDMA）技 術(shù)。 其典型代表有歐洲的 GSM、 PCS1800,北美洲的 TIA/EIA136 和 IS－ 95,日本的 PDC。 第二代移動(dòng)通信 系統(tǒng)是目前世界范圍內(nèi)使用最廣泛的系統(tǒng) ，與第一代系統(tǒng)相比， 第二代移動(dòng)通信 系統(tǒng)在 射頻調(diào)制技術(shù)、多址方式、話音編碼、 信道編碼和數(shù)字信號(hào)處理、控制信道、及保密和確認(rèn)等六個(gè)方面采用了全新的數(shù)字技術(shù)，使得移動(dòng)通信 系統(tǒng) 性能增強(qiáng)了許多 。 第三代移動(dòng)通信（ 3G）標(biāo)準(zhǔn) [2]形成于 2020 年代初期，是為了滿足日益增長(zhǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。其主要的技術(shù)特點(diǎn)就是 采用了 CDMA 技術(shù)，根據(jù) 國(guó)際電信聯(lián)盟 （ ITU） IMT2020 一般要求和目標(biāo)，世界各國(guó)、地區(qū)組織對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)行了廣泛而持久的研究，并提出了多種技術(shù)方案， 最初 形成了被國(guó)際社會(huì)認(rèn)可的 三 個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn) :WCDMA、CDMA2020， TDSCDMA。 第三代通信系統(tǒng) 與前兩代的主要區(qū)別是在傳輸 語(yǔ)音 和數(shù)據(jù)的 速率上的提升 。 在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中 能夠 分別支持至少 2Mbps、 384kbps 以及 144kbps的傳輸速度 。 并且 它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游，并處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、 電子商務(wù)等多種信息服務(wù)，同時(shí)也考慮 與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性 。 近年來(lái)，隨著各種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的需求也日益膨脹，這就對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)提出了更高的要求，雖然目前的 3G 技術(shù)能夠一定程度的滿足人們的需求，但是最大2Mbps 的 傳輸 速率與目前的寬帶互聯(lián)網(wǎng)所提供的 傳輸 速率相比有很大的差距。 而且 在 3G 逐步進(jìn)行商業(yè)化的進(jìn)程中，以 WiMAX 為代表的寬帶無(wú)線接入技術(shù)對(duì) 傳統(tǒng) 通信 行業(yè)的 3G 技術(shù)產(chǎn)生了前所未有的挑戰(zhàn)， 現(xiàn)有 3G 系統(tǒng) 的 傳輸 速率和業(yè)務(wù)能力已經(jīng)不能滿足市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)的要求，而 WiMAX 標(biāo)準(zhǔn)采用 了 OFDM 技術(shù)， 能夠提供更高的 傳輸 速率和系統(tǒng)容量，頻率 利用率更高，并且在 2020 年的 ITU 日內(nèi)瓦無(wú)線通信 （ Radio Assembly） 全體會(huì)議上 ， WiMAX 正式獲得通南京郵電大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論 2 過(guò) 成為 3G 標(biāo)準(zhǔn)之一，掃清了其全球沒(méi)有統(tǒng)一頻譜資源的發(fā)展障礙。 為了適應(yīng) WiMAX 帶來(lái)的挑戰(zhàn)，更好地滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，傳統(tǒng)的移動(dòng)通信行業(yè) 開始 研發(fā) 下一代的 B3G 技術(shù)， B3G 技術(shù)的研究從 20 世紀(jì)末 3G 技術(shù)完成標(biāo)準(zhǔn)化之時(shí)就開始了。 2020 年， ITU 正式將 B3G技術(shù)命名為 IMTAdvanced 技術(shù) ， 2020 年啟動(dòng)了 IMTAdvanced 候選技術(shù)的征集和標(biāo)準(zhǔn)制定工作 ， 2020 年 10 月 14 日至 21 日 ，國(guó)際電信聯(lián)盟在德國(guó)德累斯頓舉行了 ITURWP5D 工作組第6 次會(huì)議，征集遴選 IMTAdvanced 候選技術(shù) 。 計(jì)劃定于 2020 年 10 月， ITU 將公布最終的 4G標(biāo)準(zhǔn)評(píng)選結(jié)果，但 是到現(xiàn)在仍未公布。 因此在 B3G 技術(shù)還遙不可及的情況下， 業(yè)界 采取的方法是 將 B3G 的一系列研究成果提前導(dǎo)入 3G 系統(tǒng)，形成所謂的增強(qiáng)型 3G（ E3G）標(biāo)準(zhǔn)，其基本特征是引入 OFDM 和 MIMO 等技術(shù) ，將上下行 傳輸峰值 速率 分別 提高到 50Mbps 和 100Mbps 左右，進(jìn)一步提升 3G 系統(tǒng)的技術(shù)水平，滿足市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)的需要。 為 此， 3GPP/3GPP2 組 織提出 了 3GPP 長(zhǎng)期演進(jìn) （ LTE, Long Term Evolution） 和 3GPP2 空中接口 （ AIE） 項(xiàng)目，既兼容目前的 3G 通信系統(tǒng)并對(duì) 3G 系統(tǒng)進(jìn)行 演進(jìn)， 與 B3G 遠(yuǎn)景接軌 。至此 目前 整個(gè) 移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)如圖 11 所示 。 當(dāng)前步入商用的三種 CDMA 技術(shù)的 3G 系統(tǒng)都將會(huì)向 LTE 演進(jìn)，成為 LTEFDD 或者 LTETDD。 圖 11 移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)圖 LTE 項(xiàng)目的需求及標(biāo)準(zhǔn)概述 LTE 標(biāo)準(zhǔn)以 OFDM/OFDMA 以及 MIMO 等技術(shù)為核心，通過(guò)對(duì) 無(wú)線接口以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 的 改進(jìn)，以達(dá)到降低時(shí)延、提高用戶的數(shù)據(jù)速率、增大系統(tǒng)容量和覆蓋范圍的目的，而且具有扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和全 IP 系統(tǒng)架構(gòu)。 LTE 是 3G 技術(shù)的演進(jìn)，是 3G 與 4G 之間的過(guò)渡，可以經(jīng)過(guò) LTEAdvanced 平滑演進(jìn)到 4G。 3GPP 制定的由 3G 技術(shù)向前演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)歷了 R9 R4~R7 版本，到 R8 標(biāo)準(zhǔn) 的 凍結(jié)GSM EDGE WCDMA TDSCDMA CDMA2020 GSM GERAN HSDPA TDHSDPA EVDO HSUPA HSDPA TDHSUPA EVDO EVDO HSPA+ TDHSPA+