【導讀】盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包。教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的。任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本文電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。論文的公布授權(quán)南京郵電大學研究生院（籌）辦理。通俗地稱為，或者增強型3G，已經(jīng)列入3GPPR8正式標準。標準的一部分，是TD-SCDMA的后續(xù)演進標準，國內(nèi)習慣稱其為TD-LTE。網(wǎng)絡(luò)采用的是eNodeB構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于扁平化。LTE系統(tǒng)空中接口物理層引。入了很多新技術(shù)，有：OFDM技術(shù)、多天線技術(shù)、TDD/FDD幀結(jié)構(gòu)等。一種正交載波技術(shù)，以往的文獻都提到了LTE系統(tǒng)的載波間隔為15KHz，碼元速率為15KS/s,求，因此本文提出了兩種算法：Ag1和Ag2算法供討論。Ag1和Ag2算法主要利用了M-LWDF. 不同用戶業(yè)務(wù)最小速率保證要求。Ag2算法在Ag1算法的基礎(chǔ)上通過邏輯更新業(yè)務(wù)隊列長度。通過仿真分析顯示Ag1和Ag2算法能夠更好的支持不同QoS要求。的混合業(yè)務(wù)場景，并且具有高出其它算法的系統(tǒng)吞吐量。

　　

【正文】 第二章 LTE 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及空中接口 8 （ User plane） 兩種，在 S1CP 接口上的信令層稱為 S1AP（ Application Protocols） ，這些信令與如下功能有關(guān)： SAE 承載服務(wù)管理、 S1 接口 UE 上下文管理、 Active 狀態(tài)下 UE 移動性管理、 S1 接口的尋呼、 NAS 信令的傳輸、 S1 接口的管理、網(wǎng)絡(luò)共享、漫游與區(qū)域限制支持、NAS 節(jié)點選擇、初始上下文建立過程。 X2 接口是連接兩個 eNodeB 的接口，它主要是用于支持激活狀態(tài)的用戶的移動 （ 包的轉(zhuǎn)發(fā) ） ，也可 用于 多小區(qū)的聯(lián)合資源管理。 X2 接口也分為 X2CP 和 X2UP， X2UP 一般用于用戶數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，而 X2CP 上承載的信令層稱為 X2AP，這些信令與如下功能有關(guān)： Active狀態(tài)下的 UE 的 LTE 接入系統(tǒng)內(nèi)的移動性管理、 X2 接口自身的管理。 網(wǎng)元 的功能 這里涉及的 網(wǎng)元主要包括 EPC 網(wǎng)元 MME， P/SGW 以及 EUTRAN 網(wǎng)元 eNode B。它們之間功能的 劃分 [6]與 3G 網(wǎng)絡(luò)相比 ， 因網(wǎng)元種類的減少 有了很大的變化，具體 見圖 22。 MME/GW MME（ Mobility Management Entity） 是具有 CN 控制功能的節(jié)點 ,它的主要功能包括： ◇ 非接入層 （ NAS） 信令的終結(jié)，并負責 NAS 信令的加密和完整性保護 ◇ 異系統(tǒng) （ IRAT） 切換 ◇ EPS Bearer 的管理 （ 包括 QoS） ◇ UE 的安全認證 （ AAA） ◇ 為 UE 選擇 SGW(UE 附著或者系統(tǒng)內(nèi)切換 ) ◇ UE 的附著管理 ◇ UE Idle 模式下 的移動性管理 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章 LTE 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及空中接口 9 I n t e r C e l l R R MR B C o n t r o lC o n n e c t i o n M o b i l i t y C o n tR a d i o A d m i s s i o n C o n t r o lR a d i o A d m i s s i o n C o n t r o le N B M e a s u r e m e n t C o n f i g u r a t i o n amp。 P r o v i s i o nD y n a m i c R e s o u r c e A l l o c a t i o n ( S c h e d u l e r )R R CP D C PR L CM A CP H Ye N BM o b i l i t y A n c h o r i n gU E I P A d d r e s s A l l o c a t i o nS G W P G WP a c k e t F i l t e r i n gN A S S e c u r i t yM M EI d l e S t a t e M o b i l i t yH a n d i n gE P S B e a r e r C o n t r o lS 1E U T R A N E P CE P S ( E v o l v e d P a c k e t S y s t e m )G iI n t e r n e t 圖 22 EPC/EUTRAN 網(wǎng)元 功能劃分 P/SGW(Packet Data Network/Serving GW)可以看做用戶平面的設(shè)備，但它也處理一些與QoS 相關(guān)的信令， P/SGW 功能包括： 1) PGW ◇ 用戶數(shù)據(jù)包的過濾 ◇ UE 的 IP 地址分配 ◇ 移動性錨定 ◇ 傳輸級的下行包標記 ◇ 服務(wù)級的計費、門控以及速率控制 2) SGW ◇ 本地的移動定位 （ eNode B 間切換時 ） ◇ Idle 模式下的分組緩沖和網(wǎng)絡(luò)初始化 （ 基于服務(wù)策略請求觸發(fā) ） ◇ 交換用戶和 QoS 類別標識的有關(guān)計費信息 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章 LTE 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及空中接口 10 ◇ 傳輸級的分組標識 ◇ 用戶級的計費 eNode B 由于 EUTRAN 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了扁平化設(shè)計，取消了原來 UTRAN 中的 RNC 節(jié)點 。 因此 eNodeB 不僅具有原來 UTRAN 網(wǎng)絡(luò) NodeB 的功能，還能完成 了 原來 RNC 的大部分功能，包括物理層， MAC 層， RRC 層 ，調(diào)度，接入控制，承載控制，接入移動性管理和 Intercell RRM等 功能 。 eNodeB 和 eNodeB 之間將采用網(wǎng)格（ Mesh）方式直接互聯(lián)，這也是對原有 UTRAN結(jié)構(gòu)的重大修改。 eNodeB 的具體功能有： ◇ 無線資源管理 （ 包括無線承載控制、無線準入控制、連接狀態(tài)的移動性控制和 UE 上下行動態(tài)資源分配 ） ◇ IP 頭部的壓縮和用戶數(shù)據(jù)加密 ◇ 用戶面的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) ◇ 調(diào)度和傳輸尋呼、廣播消息 ◇ 測量以及報告移動性以及調(diào)度方面的配置信息 EUTRAN 空中 接口 EUTRAN 的空中接口即是 UE 和 eNodeB 之間的無線接口， 空中接口是一個無線接入網(wǎng)的 重要特征 ， 包含了接入網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù) 。 空中接口的 設(shè)計 直接決定了 整個接入網(wǎng)的能力 。 空中接口 分層 結(jié)構(gòu) 實現(xiàn)空中接口功能的主要的協(xié)議層 [7]有： PDCP（ Packet Data Convergence） 層、 RLC（ Radio Link Control） 層、 MAC（ Media Access Control） 層以及物理層。其中 PDCP 層將 EPS 承載映射到 EUTRAN 無線承載， RLC 層將 EUTRAN 無線承載映射到邏輯信道 （ Logical Channel） ，MAC 層將邏輯信道映射到傳輸信道 （ Transport Channel） ，物 理層將傳輸信道映射到物理信道（ Physical Channel） 。整個空中接口的結(jié)構(gòu)如圖 23 所示，這是一個下行鏈路 的空口結(jié)構(gòu)，圖中給出了各個協(xié)議層的位置，以及每層實現(xiàn)的一些功能， 其中 MAC 層的 MAC Scheduler 在空口中有著重要的作用，它與多個協(xié)議層進行跨層交互， 支持多個空口功能的實現(xiàn)。 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章 LTE 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及空中接口 11 S e g m e n t a t i o n , A R QR L CM A C M u t i p l e x i n gH y b r i d A R QM o d u l a t i o nA n t e n n a a n d R e s o r c e M a p p i n gP H YC o d i n gH e a d e r C m p rC i p h e r i n gP D C PMAC SchedulerC o n c a t e n a t i o n , A R QR L CH e a d e r C m p rD e c i p h e r i n gP D C PD e m o d u l a t i o nA n t e n n a a n d R e s o r c e D e m a p p i n gP H YD e c o d i n gM A C D e m u t i p l e x i n gH y b r i d A R QM A CM A CP h y s i c a l C h a n n e lT r a n s p o r t C h a n n e lL o g i c a l C h a n n e lP a y l o a d S l e c t i o nP r i o r i t y H a n d l i n gP a y l o a d S l e c t i o nR e t r a n s m i s s i o nC o n t r o lM o d u l a t i o nS c h e m eA n t e n n a a n d R e s o u r c e A s s i g n m e n tE U T R A N R a d i oB e a r e r sE P S B e a r e r se N o d e B U EI P p a c k e t s I P p a c k e t s 圖 23 空中接口 分層 結(jié)構(gòu) 各層功能 1) PDCP 層的功能 [8]包括： ◇ IP 頭的壓縮和解壓 （ ROHC 算法 ） ◇ 用戶面數(shù)據(jù)傳輸，連接 NAS 層和 RLC 層 ◇ 切換時對上層 PDU 的順序遞交 ◇ 低層 SDU 的重復(fù)檢測 ◇ 用戶面數(shù)據(jù)和控制面數(shù)據(jù)的加密 2) RLC 層的功能 [9]包括： ◇ 對上層 PDU 的傳輸支持確認和非確認模式 ◇ 透明模式數(shù)據(jù)傳輸 ◇ 實現(xiàn) ARQ ◇ 數(shù)據(jù)分段 （ 根據(jù)傳輸塊的大小 ） ◇ 重傳時的 PDU 重新分段 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章 LTE 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及空中接口 12 ◇ 同一 RB 的多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元 （ SDU） 串接 FFS ◇ 順序傳 送上層 PDU（ 不包括切換時 ） ◇ 重復(fù)檢測 ◇ 低層協(xié)議錯誤檢測與恢復(fù) ◇ eNode B 和 UE 之間的流控制 3) MAC 層的功能 [10]包括： ◇ 邏輯信道與傳輸信道之間的映射 ◇ 分組數(shù)據(jù)單元的復(fù)用與解復(fù)用 ◇ 業(yè)務(wù)量測量與上報 ◇ 實現(xiàn) HARQ ◇ 同一 UE 的不同邏輯信道的優(yōu)先級管理 ◇ 動態(tài)調(diào)度進行 UE 優(yōu)先級管理 ◇ 傳輸格式選擇 4) 物理層 的功能 [11]包括： ◇ 物理信道的功率加權(quán) ◇ 物理信道的調(diào)制和解調(diào)，多址接入 ◇ 頻率和時 間同步 ◇ 射頻特性測量并向高層提供指示 ◇ 多輸入多輸出 （ MIMO）天線處理 ◇ 射頻處理 其中物理層 是整個空中接口的基礎(chǔ)，物理層 決定了整個接入系統(tǒng)的容量 上 限 。 MAC 層 在整個空中接口中有著非常重要的作用，尤其是 MAC Scheduler 完成 物理層的物理資源 分配 管理，決定了系統(tǒng) 中用戶分組 的調(diào)度， 對 系統(tǒng)性能有 重要的影響 ， 在后面的章節(jié)將詳細介這兩個分層的一些關(guān)鍵技術(shù)。 本章小結(jié) 本章 首 先 介紹了 EUTRAN 的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu) ， 并介紹它在 EPS 系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 中的位置以及 其與 EPC 之間的接口。 接著介紹了 EUTRAN 和 EPC 之間的功能劃分 和各網(wǎng)元的功能， 其中 包括 EUTRAN 唯一的網(wǎng)元 eNode B 的功能 。最后介紹了 eNode B 與 UE 之間的無線空中接口，包括 空中 接口的分層以及各層功能， 強調(diào)了物理層以及 MAC 層在整個空中接口的作用 ， 明晰了后續(xù)章節(jié)介紹的各種關(guān)鍵技術(shù)在 LTE 系統(tǒng)中 所 作用 的位置。 南京郵電大學碩士研究生學位論文 第三章 LTE 物理層關(guān)鍵技術(shù) 13 第三章 LTE 物理層 關(guān)鍵技術(shù) 本章介紹的 LTE 的 空中接口 物理層 關(guān)鍵技術(shù)包括 ： OFDM 多址接入技術(shù)， 多 天線技術(shù)，無線幀結(jié)構(gòu)等 。 OFDM 多址接入技術(shù) 正交頻分復(fù)用（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM）是一種特殊的多載波（ MultiCarriers Modulation， MCM）傳輸方案。 它的 主要思想是 [12]： 將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)