3GPPLTE系統(tǒng)QoS技術(shù)的研究及改進(jìn).pdf

1、迫于WiMAX等移動(dòng)通信技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，為繼續(xù)保持3GPP系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織于2004年適時(shí)啟動(dòng)了LTE與SAE兩項(xiàng)演進(jìn)計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)3G技術(shù)向B3G和4G的平滑過渡。LTE演進(jìn)技術(shù)LTE-Advanced已滿足國(guó)際電信聯(lián)盟所定義的第四代移動(dòng)通信的技術(shù)要求，某些方面甚至有所超越，能把用戶帶入真正意義上的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。LTE的無線接入網(wǎng)絡(luò)可以顯著提高用戶吞吐量和扇區(qū)容量，降低用戶可感知的時(shí)延，從而大幅提升用戶的移動(dòng)通信體驗(yàn)。

2、LTE-Advanced得到了國(guó)際主要通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)和制造企業(yè)的廣泛支持。
　　 提供具有嚴(yán)格服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證的數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多種多媒體業(yè)務(wù)是目前移動(dòng)通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)之一。從用戶角度來說，QoS是用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的滿意程度；而從業(yè)務(wù)角度來說，則是網(wǎng)絡(luò)向業(yè)務(wù)所提供的帶寬、延時(shí)、丟包率等參數(shù)的指標(biāo)。本文在簡(jiǎn)單介紹LTE系統(tǒng)及MAC層協(xié)議的前提下，重點(diǎn)對(duì)LTE系統(tǒng)QoS相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析研究，并提出了一些改進(jìn)算法

3、和設(shè)計(jì)。
　　 本文首先介紹了3GPPLTE系統(tǒng)，包括發(fā)展歷程、系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和TD-LTE相關(guān)技術(shù)；介紹了LTE系統(tǒng)的MAC層協(xié)議，包括協(xié)議的框架、結(jié)構(gòu)和功能；設(shè)計(jì)了一個(gè)OFDM通信系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，采用MATLAB軟件編程實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真；然后分析了LTE系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合應(yīng)用的可能性，設(shè)計(jì)并提出了一種基于LTE的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，主要包括國(guó)家傳感信息中心、LTE核心傳輸網(wǎng)和綜合接

4、入網(wǎng)三個(gè)部分。
　　 接著本文對(duì)LTE系統(tǒng)的QoS機(jī)制進(jìn)行了研究與改進(jìn)。首先介紹了無線通信系統(tǒng)QoS的演進(jìn)和LTE系統(tǒng)原有的QoS機(jī)制，包括EPS承載概念、承載業(yè)務(wù)架構(gòu)、相關(guān)的QoS參數(shù)及屬性、EPSQCI與UMTSQoS參數(shù)映射問題等；然后設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的LTE系統(tǒng)QoS架構(gòu)，新增了緩沖模塊、流量整形模塊和競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域分配模塊，并對(duì)上行分組調(diào)度模塊和接納控制模塊進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)。
　　 然后本文提出了一種基于LTE系統(tǒng)的Vo

5、IP服務(wù)自適應(yīng)上行調(diào)度算法。首先介紹了傳統(tǒng)的VoIP調(diào)度算法以及提出的改進(jìn)算法，提出算法采用AMR編碼器，利用傳統(tǒng)MAC通用報(bào)頭中的兩個(gè)比特將語音編碼的模式告知eNB，eNB根據(jù)UE的語音狀態(tài)轉(zhuǎn)換和語音編碼速率來動(dòng)態(tài)分配上行鏈路資源。然后從系統(tǒng)容量、吞吐量和時(shí)延方面對(duì)比分析了提出算法和傳統(tǒng)算法的性能。理論分析和仿真結(jié)果表明，在時(shí)延滿足要求的前提下，改進(jìn)算法比傳統(tǒng)算法具有更高的系統(tǒng)容量和吞吐量。
　　 本文還提出了一種基于LTE系

6、統(tǒng)的DRX機(jī)制的改進(jìn)算法，改進(jìn)算法可以實(shí)現(xiàn)睡眠周期的可變倍數(shù)增長(zhǎng)，并且改進(jìn)算法可以根據(jù)上一次睡眠模式狀態(tài)階數(shù)確定下一次初始睡眠間隔，建立了馬爾可夫模型，并對(duì)算法的性能從能量消耗和時(shí)延方面進(jìn)行分析，仿真結(jié)果表明提出的改進(jìn)算法總體上具有更好的節(jié)能效果和時(shí)延特性。
　　 最后根據(jù)提出的DRX機(jī)制改進(jìn)算法，本文設(shè)計(jì)發(fā)明了一種基于LTE系統(tǒng)DRX裝置及其控制方法，裝置包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存器、控制模塊、初始睡眠間隔算法模塊和睡眠間隔算法模塊，并