TD-SCDMA HSDPA鏈路模型及快速分組調(diào)度算法的研究.pdf

1、隨著無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長，TD-SCDMA 2Mbps的峰值速率已經(jīng)無法適應(yīng)一些新的業(yè)務(wù)。高速下行分組接入技術(shù)(HighSpeed Downlink Packet Access,HSDPA)便應(yīng)運(yùn)而生，主要解決不對稱下行分組業(yè)務(wù)的大流量要求，如手機(jī)Internet 業(yè)務(wù)（WWW，F(xiàn)TP等），手機(jī)視頻等新興業(yè)務(wù)。HSDPA 在3GPP Release5 標(biāo)準(zhǔn)中引入，同時(shí)適用于WCDMA FDD、UTRA TDD和TD-SCDM

2、A系統(tǒng)，并且在不同系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方式是十分相似的，本文主要討論在TD-SCDMA系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。HSDPA 是一系列無線增強(qiáng)技術(shù)的集合。從技術(shù)角度來看，主要是通過引入HS-DSCH 增強(qiáng)空中接口，并在UTRAN中增加相應(yīng)的功能實(shí)體來完成的。從底層來看，主要是引入AMC和HARQ 技術(shù)來增加數(shù)據(jù)吞吐量?？焖俜纸M調(diào)度算法是實(shí)現(xiàn)HSDPA 最關(guān)鍵的技術(shù)之一。論文研究了TD-SCDMA HSDPA系統(tǒng)3GPP協(xié)議模型，詳細(xì)分析了HS-DSCH 傳輸

3、信道編碼流程，并重點(diǎn)分析了HARQ 處理過程和軟比特解調(diào)過程。同時(shí)，給出了基于蒙特卡羅的鏈路級仿真程序?qū)崿F(xiàn)。論文建立了TD-SCDMA HSDPA 鏈路模型。以發(fā)送端編碼比特和接收端解速率匹配后軟比特之間的互信息作為接口，采用QPSK 比特信噪比合并、16QAM 信噪比等效等建模方法，自然地考慮了系統(tǒng)速率匹配、HARQ 合并、16QAM 星座重排等因素的影響；同時(shí)，模塊化的模型結(jié)構(gòu)具有很好的擴(kuò)展性。與傳統(tǒng)鏈路模型相比，本模型只需要少量的

4、仿真數(shù)據(jù)，便可以準(zhǔn)確地給出HSDPA系統(tǒng)中大量可能的碼率、信道、調(diào)制方式、碼塊長度等不同條件下的BLER 。理論誤差分析和仿真結(jié)果驗(yàn)證了此模型的精度。論文分析了UMTS 四個(gè)級別的業(yè)務(wù)QoS，給出了TD-SCDMA HSDPA分組調(diào)度算法的一般模型，包括算法輸入/輸出，接著給出調(diào)度算法性能評價(jià)的方法和指標(biāo)，包括吞吐量、公平性等,最后給出了典型實(shí)時(shí)/非實(shí)時(shí)調(diào)度算法介紹。論文提出了基于牛頓法的調(diào)度算法和二維效用函數(shù)調(diào)度算法，這兩個(gè)算法都是基

5、于效用函數(shù)導(dǎo)出。牛頓法調(diào)度算法應(yīng)用于非實(shí)時(shí)背景業(yè)務(wù)，適應(yīng)于系統(tǒng)短TTI和快速鏈路自適應(yīng)等動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，提高系統(tǒng)總效用；二維效用函數(shù)法同時(shí)考慮了傳輸速率和HOL時(shí)延，適應(yīng)于系統(tǒng)多業(yè)務(wù)多QoS 需求。仿真結(jié)果表明，對于背景業(yè)務(wù)，牛頓法擴(kuò)展PF 算法在系統(tǒng)總效用方面有8％左右的提高；對于混合業(yè)務(wù)應(yīng)用，二維效用函數(shù)算法比最大吞吐量，PF和DSDFQ 算法等有更低的丟包率，犧牲少量背景業(yè)務(wù)效用值保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的吞吐量。在最后部分，總結(jié)了全文，展望了未來