LTE接入控制算法研究

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LTE(Long Term Evolution)技术作为移动通信系统的主要演进方向,以其高速率、低时延的特点,越来越受到世界各大运营商和设备厂商的广泛关注。LTE构架支持更加灵活多样的QoS(QualityofService)服务,呼叫接入控制的目的就是在系统承载数量与在线用户的服务质量之间做出权衡。本文的一个主要工作是对现有的算法进行分析和仿真评估。在对近10年来公布的接入控制算法进行充分调研的基础上,我们着重对两个有代表性的算法进行Matlab仿真。分数功率控制(FPC)算法是一种面向QoS的LTE上行接入控制算法,其思想是通过基站与用户之间的路径损耗估计用户需要占用的物理资源块;基于负载率的接入控制算法通过统计一定时间内用户使用的资源块数量来度量用户负载,并相应地提出了三种估计负载增量的方法。在本文中,我们对以上两种算法的仿真结果进行了分析。本文的另一主要工作是寻求性能更有效的接入控制算法。我们提出了一种新的基于筛选机制的接入控制算法。其思想来源于通信系统的“注水原理”。针对拥塞小区频谱资源缺乏,同一时间内多用户请求接入小区竞争频谱资源的事实,在对用户进行接入控制判断前,我们增加了对新请求接入用户的信道质量特性的收集,并依此为依据从多个新用户中筛选出信道质量较好的用户接入小区,确保在小区拥塞时频谱资源被信道质量较好的用户占用,从而达到提高资源利用率,增加在线用户数,降低用户接入拒绝率,提升小区运营效益的目的。为了评估算法特性,我们将新算法与现有算法进行仿真比较分析。结果显示,新算法不仅能提高低负载小区的在线用户的业务质量,而且能有效降低高负载小区的拥塞水平,提高小区吞吐量。从对视频业务用户进行仿真的结果看,在用户不满意度同为20%时,新算法相对于经典算法可以获得24%的吞吐量增益。
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