LTE系统中资源分配算法的研究精选.doc

LTE系统中资源分配算法的研究 1 LTE 概述 1.1移动通信的发展 Antonio Meucci于1860年在纽约首次向公众展示电话发明，随后，经过近百年的历程，第一个电话系统在1940年末问世，直到70年代末“蜂窝系统”进入通信这个广阔的天地，让人们感受到电话给生活带来的巨大改变。如今围绕着“电话通信”业务以惊人的速度发展，同时也改变着我们的生活，随之产生的新的通信方式移动通信也不断向着新的阶梯迈进。通信发展现在正立足于2G（secondgeneration，第二代移动通讯及其技术）和3G（3rd Generation，第三代移动通讯及其技术）之间，相关的研究人员仍在不断进行新一代的通信研究。从第一代通信系统到全球移动通讯系统GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统，俗称“全球通”第二代移动通讯技术的代表），移动通信系统的运营经历着飞速的发展。虽然二代网络系统中解决了很多一代中存在的缺陷，而且数据速率上限到达144Kbps，但对于数据速率的需求，仍无法满足用户。为了满足用户需求，保证网络的持续发展于2002年开始3G的网络建设。现在正在建设的3G网络在速率上已可以提供至少144kbps的车辆移动通信、384kbps的行人通信、卫星移动环境9.6kbps以及固定地点达到2Mbps的通信，可以提供最高数据速率达8~10Mbps，并且带宽也可达5MHz以上的要求。 整个移动通信其发展从起初的模拟到数字，再到称之为准宽带移动通信的第三代移动通信。通信的方式上已打破有线一统天下的格局，实现了在空间环境中无线传输的无线通信。这种利用电磁波而不通过电缆进行的无线通信是一个因用户需要而连接并提供服务，用户不需要时没有连接的一种通信方式。非常便捷，也不会出现资源使用独占的情况。这些改变让大家都不断享受到移动通信的信息丰富性，便捷性，而这也在无形中改变着社会，使得人们期待着未来的移动通信的发展必是更大容量、更高速率以及更多更强功能的多媒体业务的宽带移动通信系统。现在各国对3G的推广其使用情况，如表1-1。从表1-1中可以了解到当前部分国家地区主流运营商所选择3G制式的分布情况，清楚了解到3G的普及情况。从用户的需求发展趋势以及新一代的通信发展过程中发现，现有的3G和3.5G已不能满足发展的进一步需求。人们需求在不断的增加，通信的发展不能停滞不前，借鉴之前通信系统发展标准的不统一性所带来的诸多兼容问题，所以新一代通信系统设计上要保证国际范围内高度统一性，支持多种数据业务，提供高服务质量，加快当前技术进一步优化以及后续技术的开发研究。 现有网络系统的不同标准给实际应用中带来的诸多不便使得推动通信变革的通信标准格局之争将延续下去，也许整个移动通信系统的应用模式也会随之改变。围绕通信的发展还未停止，并向着新的高度迈进。现流行的各种向4G发展的通信系统版本，已经是掀起了一场通信技术的革命，其发展阶段和预计下一个阶段的发展如图1所示。ITU目前初定的标准有UMB（Ultra Mobile Broadband，超移动宽带）、LTE（Long Term Evolution，长期演进）、WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球互通微波存取），都被称之为准4G技术。以上三项系统存在着共同点，都采用OFDM/OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分复用多址）和MIMO技术（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）来提高频谱利用率，从而确定OFDM/OFDMA和MIMO核心技术地位。版本之一的LTE是在2004年底，国际标准化组织3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）启动长期演进技术的标准化工作，并且确定其作为第三代移动通信系统演进的工作定位。3GPP LTE演进路线是沿着GSM和WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）的技术路线，但是已经不再支持CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）。 版本之二的WiMAX是定位更复杂的蜂窝网络，其新颖的技术受到通信行业业内关注。提供最远50米的无线传输，覆盖更是3G基站的十倍，在一点对多点环境下的有效互操作与LTE一样是一项接近4G的技术，视为通信领域最活跃的部分之一，是下一代通信舞台上的竞争者。 版本之三的UMB是专门针对无线移动环境及实时应用优化的系统，系统带宽可达20MHz，以OFDMA技术为基础，可实现高