基于多业务QoS的LTE下行资源分配算法

基于多业务QoS的LTE下行资源分配算法

2010年第04期，第43卷 通 信 技 术 Vol.43，No.04,2010 总第220期 Communications Technology No.220,Totally

基于多业务QoS的LTE下行资源分配算法

钱耘之， 任参军， 唐苏文， 陈 明

（东南大学 移动通信国家重点实验室，江苏 南京 210096）

【摘 要】提出一种保证混合业务QoS的LTE系统下层资源分配算法。该算法采用跨层设计思想，根据用户缓存队列状态以及QoS需求将用户按照调度的紧急程度分为三类，然后按照不同的调度准则依次为这三类用户分配资源块。仿真结果表明，所提资源块分配算法不仅能够大幅度降低用户的丢比特率，还能改善用户公平性和吞吐量性能。

【关键词】资源块分配；3G长期演进计划；服务质量；混合业务

【中图分类号】TN929.5 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2010)04-0190-03

Multi-service QoS-based Downlink Cross-layer Resource

Block Allocation Algorithm in LTE System

QIAN Yun-zhi， REN Can-jun， TANG Su-wen， CHEN Ming

(State Mobile Communication Research Laboratory, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096, China)

【Abstract】A multi-service QoS (Quality of Service) garanteed resource allocation algorithm for downlink LTE systems is proposed in this paper. From a cross-layer perspective, all the users are classified into three categories according to queue state information in data-link layer and channel state information in physical layer. Then the proposed scheduler allocates in turn the resource blocks to the predefined three user categories. Simulation results show that the proposed algorithm reduces considerably the user data drop rate and improves the system throughput, while ensures the users’ QoS requirements.

【Key words】resource block allocation; long term evolution; QoS; multi-service

0 引言

以OFDM/SC-FDMA技术为核心的3G LTE（3rd Generation Long Term Evolution）系统，改进并增强了3G的空中接口技术，其性能明显优于以CDMA为核心的传统3G系统。LTE系统可以进行时域、频域和码域的灵活资源分配和调度，可以说，LTE系统性能很大程度上依赖于频域资源调度的高效性。

目前，主要的无线分组调度算法可以分为两大类，即只考虑物理层（PHY-layer）信道质量信息的分组调度算法

收稿日期：2009-03-13。

基金项目：国家高技术研究发展计划（“863”计划）基金资助项目（No.

2007AA01Z207）、新世纪人才基金资助项目、东南大学移动通信国家重点实验室研究课题基金资助项目（No. 2008A06）。

作者简介：钱耘之（1985-），女，硕士研究生，主要研究方向为移动通

信系统中的无线资源管理；任参军（1984-），男，硕士研究生，主要研究方向为移动通信系统中的无线资源管理；唐苏文（1982-），男，硕士研究生，主要研究方向为移动通信系统中的无线资源管理；陈 明（1968-），男，教授，博士生导师，主要研究方向为移动通信系统中的基带信号处理及无线资源管理等。

和结合了物理层信道质量信息以及媒体接入控制层（MAC-layer）缓存队列信息的跨层分组调度算法。只考虑物理层信息的分组调度算法主要有三种经典的算法：最大载干比（Max C/I）调度算法[1]，轮循（Round Robin，RR）调度算法和比例公平（Proportional Fairness, PF）调度算 法[2]。这三种算法针对LTE系统的调度算法存在一个共同的缺点，即未考虑用户缓存队列中的数据情况，在这种情况下，当用户缓存队列长度为零时仍有可能为其分配资源，造成系统资源的浪费。许多文献在考虑跨层信息的基础上提出了针对OFDMA系统的无线资源分配算法。M-LWDF（Modified Largest Weighted Delay First）调度算法[3]和EXP-rule调度算法[4]在保证时延和优化系统容量方面做出了改进，但其在丢包率和时延等方面的性能还有一定的不足。在最新的文献[5]中，针对用户正交频分复用（MU-OFDM）系统，为了降低系统性能损失和最小化总发射功率，提出了一种改进的、具有自适应能力的高效子载波分配和功率

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