载波聚合技术在LTE-Advanced系统中的性能研究

论文摘要

随着移动通信技术的发展,用户业务量和数据吞吐量不断增加,第三代移动通信系统已不能完全满足用户的需求。因此,3GPP致力于研究3GPP LTE （Long Term Evolution）作为3G系统的演进。在LTE标准接近于完成之时,一个在LTE基础上继续演进的项目——先进的LTE（LTE-Advanced）项目又在3GPP拉开了序幕。随着3GPP中针对LTE-Advanced的讨论逐渐展开,3GPP产业界对LTE-Advanced的需求和技术演进的看法也渐趋明朗。在LTE到LTE-Advanced系统的演进过程中,更宽频谱的需求将会成为影响演进的最重要因素之一,为此3GPP提出了载波聚合技术。本文在查阅和参考大量资料的基础上,首先介绍了LTE-Advanced演进过程、需求和主要技术特点,然后重点描述了载波聚合技术的原理和研究重点,主要包括载波聚合的方式、传输块的映射方式、控制信道的设计以及调度结构的设计等。为了很好地评估系统性能,我们基于c++语言搭建了LTE动态平台,以快照法构成仿真方法的框架,在每次快照中,再结合时间驱动法获得所需的系统性能的统计。该仿真平台针对载波聚合和独立载波进行下行链路仿真,实现了载波聚合支持的两种调度结构,以及Full Buffer、Finite Buffer、Burst业务模型和多天线模型。本文详细介绍了平台的仿真流程和主要功能模块的实现过程,并且分别在不同场景下研究了载波聚合技术对系统性能的提升,并给出了相应的仿真结果和分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 论文安排
• 第二章 LTE-Advanced技术标准演进介绍
• 2.1 LTE-Advanced需求
• 2.1.1 "平滑演进"与"强兼容"要求
• 2.1.2 针对室内和热点游牧场景进行优化
• 2.1.3 有效支持新频段和大带宽应用
• 2.1.4 峰值速率大幅提升和频谱效率有限改进
• 2.2 LTE-Advanced的关键技术
• 2.2.1 频谱扩展技术
• 2.2.2 扩展的无线传输技术
• 2.2.3 协作式多点传输技术
• 2.2.4 中继（Relay）技术
• 2.2.5 家庭基站（毫微微蜂窝）
• 第三章 载波聚合技术的研究
• 3.1 载波聚合方式
• 3.2 传输块映射
• 3.3 控制信道设计
• 3.4 调度结构
• 3.4.1 联合队列联合调度
• 3.4.2 独立队列独立调度
• 3.5 载波聚合技术面临的挑战
• 第四章 仿真平台设计
• 4.1 平台设计概述
• 4.1.1 系统仿真流程图
• 4.1.2 快照仿真流程
• 4.1.3 下行仿真操作流程
• 4.2 主要功能模块及算法实现
• 4.2.1 物理层技术建模
• 4.2.2 下行调度方案
• 4.2.3 系统级链路级接口
• 4.2.4 业务模型建模
• 4.3 场景假设
• 4.3.1 独立载波
• 4.3.2 载波聚合
• 4.4 评估指标
• 4.4.1 Full Buffer
• 4.4.2 Elastic Traffic
• 第五章 仿真结果及分析
• 5.1 仿真假设
• 5.1.1 网络拓扑结构
• 5.1.2 天线模型
• 5.1.3 信道模型
• 5.2 参数设置
• 5.2.1 系统参数
• 5.2.2 物理层参数
• 5.2.3 传播模型参数
• 5.3 仿真结果及分析
• 5.3.1 单天线
• 5.3.2 MIMO模式
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录