本文關(guān)鍵詞：面向集群通信的LTE上行關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：集群移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種專(zhuān)用業(yè)務(wù)無(wú)線調(diào)度系統(tǒng),為用戶(hù)提供滿(mǎn)足行業(yè)需求特殊情形下的通信服務(wù)。雖然從技術(shù)原理上看與公網(wǎng)移動(dòng)通信十分相似,但是專(zhuān)網(wǎng)集群通信具有一些無(wú)法取代的特性,如定制化要求高、區(qū)分用戶(hù)優(yōu)先級(jí)、極快的接入速度等。專(zhuān)網(wǎng)集群通信系統(tǒng)獨(dú)立于公網(wǎng)通信系統(tǒng),有其獨(dú)立的演進(jìn)路線,正在經(jīng)歷著從模擬專(zhuān)網(wǎng)集群通信系統(tǒng)到數(shù)字專(zhuān)網(wǎng)集群通信系統(tǒng)乃至寬帶數(shù)字專(zhuān)網(wǎng)集群通信系統(tǒng)的演進(jìn)。LTE技術(shù)作為全球4G標(biāo)準(zhǔn),具有高頻譜效率、高速率、低時(shí)延等優(yōu)點(diǎn),并且產(chǎn)業(yè)化程度高,因此LTE專(zhuān)網(wǎng)集群通信具有其它寬帶通信技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì),目前基于LTE技術(shù)的寬帶專(zhuān)網(wǎng)集群通信技術(shù)演進(jìn)已成為專(zhuān)網(wǎng)集群發(fā)展的共識(shí),國(guó)內(nèi)以海能達(dá)為代表的相關(guān)廠商正進(jìn)行著LTE專(zhuān)網(wǎng)集群通信的研究與開(kāi)發(fā)。本文涉及的相關(guān)研究工作就是在這一一產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景下開(kāi)展的,主要針對(duì)LTE專(zhuān)網(wǎng)集群通信上行關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和改進(jìn),具體包括上行隨機(jī)接入和.L行調(diào)度及資源分配兩個(gè)方面。作為無(wú)線通信系統(tǒng)中媒體接入控制(Media Access Control, MAC)的關(guān)鍵技術(shù),隨機(jī)接入的性能優(yōu)劣對(duì)系統(tǒng)的整體性能有著不可忽視的影響。由于專(zhuān)網(wǎng)集群通信有著對(duì)接入時(shí)延以及區(qū)分用戶(hù)優(yōu)先級(jí)的特殊要求,因此在LTE專(zhuān)網(wǎng)集群通信的上行研究中,隨機(jī)接入技術(shù)也必然成為重點(diǎn)。LTE中隨機(jī)接入核心研究問(wèn)題是如何減少接入過(guò)程中用戶(hù)之間的碰撞幾率問(wèn)題,從而降低接入時(shí)延。本文在上行隨機(jī)接入方面的主要工作包含以下幾方面：(1)研究了通信系統(tǒng)中常用的隨機(jī)接入?yún)f(xié)議,在其數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)性能分析。分類(lèi)歸納了LTE不同的隨機(jī)接入場(chǎng)景,并分析相應(yīng)場(chǎng)景下隨機(jī)接入的觸發(fā)條件,對(duì)LTE下基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入流程進(jìn)行了分析研究；(2)研究了LTE的前導(dǎo)碼序列和常用的退避算法,在此基礎(chǔ)上針對(duì)專(zhuān)網(wǎng)通信與公網(wǎng)通信的不同特點(diǎn),在原有LTE隨機(jī)接入的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的隨機(jī)接入方案。為了驗(yàn)證改進(jìn)方案與LTE隨機(jī)接入的性能比較,分別搭建了各自的隨機(jī)接入仿真模型。在相同接入業(yè)務(wù)量和場(chǎng)景下,驗(yàn)證該進(jìn)隨機(jī)接入方案的有效性和實(shí)用性。作為MAC層另一個(gè)非常重要的組成部分,上行調(diào)度和資源分配在整個(gè)系統(tǒng)中也扮演著非常重要的角色。在某些涉及到公共安全的應(yīng)用場(chǎng)景下,專(zhuān)網(wǎng)集群通信對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延有著極高的要求,而在某些以大量數(shù)據(jù)傳輸為主的應(yīng)用場(chǎng)景中,系統(tǒng)的吞吐量也是系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。本文在上行調(diào)度和資源分配方面的主要工作包含以下幾方面：(1)研究了通信系統(tǒng)中常用的上行調(diào)度算法,并做了相應(yīng)的對(duì)比分析。研究了上行調(diào)度涉及的上行參考信號(hào)和緩沖區(qū)狀態(tài)報(bào)告等內(nèi)容,重點(diǎn)分析了調(diào)度器的原理和功能以及上行調(diào)度的一般過(guò)程。(2)在前人工作的基礎(chǔ)上,針對(duì)集群通信系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了一種降低系統(tǒng)上行傳輸時(shí)延的三維資源動(dòng)態(tài)分配方法,該方法充分考慮了用戶(hù)的優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí),在時(shí)頻空三維上聯(lián)合優(yōu)化并采用了低復(fù)雜度的資源分配方法。搭建仿真平臺(tái)對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。
【關(guān)鍵詞】：LTE 集群通信 隨機(jī)接入 優(yōu)先級(jí) 上行調(diào)度 資源分配
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 縮略詞表14-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 移動(dòng)公網(wǎng)通信的發(fā)展和演進(jìn)路線17-19
• 1.1.1 歷史背景17-18
• 1.1.2 移動(dòng)通信系統(tǒng)長(zhǎng)期演進(jìn)路線18-19
• 1.2 專(zhuān)網(wǎng)集群通信簡(jiǎn)介19-20
• 1.3 基于LTE的集群通信20-21
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排21-23
• 第二章 LTE上行傳輸技術(shù)概述23-35
• 2.1 3GPP LTE無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)23-25
• 2.1.1 無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)23
• 2.1.2 無(wú)線接口協(xié)議架構(gòu)23-25
• 2.2 SC-FDMA原理25-28
• 2.3 MIMO系統(tǒng)原理28-30
• 2.3.1 MIMO系統(tǒng)原理28-29
• 2.3.2 SC-FDMA虛擬MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-30
• 2.4 上行鏈路參考信號(hào)30-34
• 2.4.1 上行鏈路參考信號(hào)的生成30-32
• 2.4.2 上行探測(cè)參考信號(hào)32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 面向集群通信的LTE隨機(jī)接入研究35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 常見(jiàn)隨機(jī)接入模型35-39
• 3.2.1 ALOHA隨機(jī)接入模型分析35-38
• 3.2.2 CSMA/CD模型分析38-39
• 3.3 LTE上行隨機(jī)接入39-42
• 3.3.1 前導(dǎo)碼序列39-40
• 3.3.2 LTE隨機(jī)接入過(guò)程40-42
• 3.4 一種基于優(yōu)先級(jí)的LTE隨機(jī)接入過(guò)程42-46
• 3.5 仿真結(jié)果分析46-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第四章 面向集群通信的LTE上行資源管理研究51-67
• 4.1 引言51
• 4.2 LTE上行資源調(diào)度與分配51-55
• 4.2.1 緩沖區(qū)狀態(tài)報(bào)告51-52
• 4.2.2 上行調(diào)度過(guò)程52-55
• 4.3 常見(jiàn)的幾種調(diào)度算法55-56
• 4.4 一種降低系統(tǒng)上行傳輸時(shí)延的三維資源動(dòng)態(tài)分配方法56-60
• 4.5 仿真與驗(yàn)證60-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 全文總結(jié)67-68
• 5.2 可進(jìn)一步研究的問(wèn)題68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究工作及成果75

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