面向LTE-V调度方法研究
TD-LTE小区间资源调度机制以及算法研究的开题报告
TD-LTE小区间资源调度机制以及算法研究的开题报告一、研究背景随着移动通信技术的不断发展，TD-LTE技术作为4G通信技术标准之一，具有高速率、低延迟、频谱利用率高等优势，被广泛应用于移动通信领域。
TD-LTE网络中，基站将网络划分为多个小区进行管理，为满足不同用户的需求，需要对小区间进行资源调度。
资源调度是一种动态的过程，通过合理分配小区之间的资源，实现用户服务的最优化。
二、研究目的本课题旨在研究TD-LTE小区间资源调度机制和算法，探讨如何在保证网络服务质量的前提下，提高网络资源利用率，降低网络拥塞程度，优化网络性能。
三、研究内容1. TD-LTE小区间资源调度机制的研究针对TD-LTE网络中不同小区之间资源的分配问题，研究小区间资源调度机制。
首先分析TD-LTE网络中小区间资源分配的特点，结合网络负载等信息，设计合理的调度模型，并通过仿真实验验证模型的可行性和合理性。
2. TD-LTE小区间资源调度算法的研究研究TD-LTE小区间资源调度算法，探讨如何通过算法实现小区之间的资源优化分配。
主要包括基于遗传算法和混沌粒子群算法的调度算法研究，通过比较不同算法的优劣，选择最合适的算法实现小区间资源调度，为TD-LTE网络提供更高效的资源利用方案。
四、研究方法本研究主要采用文献研究、实验仿真和算法设计等方法。
1. 文献研究通过查阅TD-LTE网络资源调度方面的相关文献，了解当前研究和应用情况，以及存在的问题和挑战，为研究提供支撑和依据。
2. 实验仿真利用MATLAB、NS2等软件平台，构建TD-LTE网络的仿真模型，验证不同调度策略的性能，保证研究结果的准确性和有效性。
3. 算法设计设计基于遗传算法和混沌粒子群算法的TD-LTE小区间资源调度算法，通过仿真实验验证不同算法的优劣，选择最优方案。
五、研究意义本研究旨在提高TD-LTE网络中小区间资源利用率，降低网络拥塞程度，优化网络性能，具有重要的理论意义和实践应用价值。
lte调度算法课程设计
lte调度算法课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解LTE调度算法的基本概念、分类及各自优缺点；2. 掌握LTE系统中调度算法的作用、原理及其对系统性能的影响；3. 了解调度算法在多用户、多载波场景下的应用和挑战。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析实际LTE网络中调度算法问题的能力；2. 提高学生通过编程实践解决调度算法优化问题的技能；3. 培养学生团队合作、沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信技术发展的关注和热爱，增强其投身通信领域的信心；2. 培养学生具有创新意识和批判性思维，敢于面对和解决复杂问题；3. 培养学生遵循学术道德，尊重他人成果，树立正确的价值观。
课程性质分析：本课程为通信工程专业高年级选修课，旨在帮助学生深入理解LTE调度算法，提高解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生具备一定的通信原理基础，具有较强的学习能力和实践能力，对通信技术有较高的兴趣。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力；2. 采用案例教学，引导学生运用所学知识分析实际问题；3. 强化团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. LTE调度算法概述- 调度算法的定义与作用- 调度算法的分类及特点2. 常见LTE调度算法分析- 轮询调度（Round Robin）- 最大载干比调度（Max C/I）- 最小传输延迟调度（Minimize Transmission Delay）- 基于速率的调度（Rate-Based Scheduling）3. 多用户、多载波调度策略- 用户关联与载波选择策略- 用户公平性保障- 系统容量优化4. 调度算法性能评估- 仿真模型与参数设置- 性能指标（如吞吐量、时延、公平性等）- 实际应用场景分析5. 调度算法在实际系统中的应用案例- 案例一：某城市LTE网络调度算法优化- 案例二：多小区调度策略研究教学大纲安排：第一周：LTE调度算法概述第二周：常见LTE调度算法分析第三周：多用户、多载波调度策略第四周：调度算法性能评估第五周：实际应用案例分析与讨论教学内容与教材关联：本教学内容与教材《通信原理与技术》中第十章“无线通信系统调度技术”相关，涵盖了调度算法的基本概念、分类、性能评估等方面，旨在帮助学生掌握LTE调度算法的核心知识。
lte调度原理
lte调度原理LTE调度原理是指在LTE系统中，如何合理地分配和调度无线资源，以提高系统的性能和用户的体验。
LTE调度原理主要包括资源块分配和调度算法两部分内容。
资源块分配是指将系统中的无线资源按照一定的规则分配给不同的用户，使得每个用户都能获得足够的资源来传输数据。
在LTE系统中，无线资源以资源块（RB，Resource Block）为单位进行分配，每个资源块包含12个子载波和7个OFDM符号。
资源块的数量是固定的，根据系统带宽不同而不同，例如10MHz带宽的系统有100个资源块。
在资源块分配中，调度器需要考虑每个用户的需求和系统的负载情况，通过合理的算法来分配资源块。
调度算法是指根据不同的调度策略和用户的优先级，动态地决定每个用户在每个时隙中是否获得资源块的使用权。
调度算法的目标是使得系统中的资源得到最大的利用，同时保证用户的体验和服务质量。
常用的调度算法包括最高CQI（Channel Quality Indicator）调度、最低BLER（Block Error Rate）调度和最低SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio）调度等。
最高CQI调度算法优先分配资源给信道质量最好的用户，以提高系统的整体吞吐量；最低BLER调度算法优先分配资源给处于较差信道环境下的用户，以提高系统的覆盖和可靠性；最低SINR调度算法优先分配资源给处于高干扰环境下的用户，以提高系统的抗干扰能力。
LTE调度原理的核心思想是通过资源块的分配和调度算法，合理地利用系统中的无线资源，提高系统的性能和用户的体验。
在资源块分配中，调度器需要根据每个用户的需求和系统的负载情况，动态地分配资源块。
在调度算法中，调度器需要根据不同的策略和用户的优先级，决定每个用户在每个时隙中是否获得资源块的使用权。
通过合理地分配和调度无线资源，LTE系统能够实现高速率、低时延和高可靠性的无线通信。
LTE调度原理是LTE系统中的重要内容，通过资源块的分配和调度算法，实现了无线资源的合理利用和用户体验的提升。
LTE调度算法
LTE调度算法一调度概述调度的基本概念调度的基本过程调度周期介绍动态调度是一种快速调度机制。
调度执行它通过下行链路PDCCH的DCI信息执行。
在每个调度周期中，UE监视PDCCH以获得上行链路和下行链路呼叫度信息。
二.下行调度算法介绍下行调度器下行调度主要负责为UE分配物理下行共享信道PDSCH上的资源，并为UE选择合适的MCS系统消息和用户数据的传输。
下行链路调度的输入1）r10规定了8种ue能力级别，每个级别规定了每个tti能够传输的最大bit数及层数。
2） CSI基于瞬时下行信道质量估计。
3）ri用来指示pdsch的有效的数据层数。
用来告诉enb，ue现在可以支持的cw数。
也也就是说，RI=1，1CW，RI>1，2cw4）pmi用来指示码本集合的index。
由于lte应用了多天线的mimo技术。
在pdsch 物理在层的基带处理中，有一种预编码技术。
它为ENB提供了推荐的预编码矩阵。
5）cqi用来反映下行pdsch的信道质量。
用0~15来表示pdsch的信道质量。
0表示信信号质量最差，15表示信道质量最好。
描述：搜索ue在pucch/pusch上发送cqi给enb。
enb得到了这个cqi值，就质量当前pdsch无线路通道状况是否良好。
通过这种方式，PDSCH可以根据时间安排。
6）下行发射功率是小区所有用户共享的。
下行链路调度的基本功能和输出下行每tti调度流程优先级：半静态调度、控制平面消息和IMS信令>重传数据>初始传输数据控制消息调度下行链路调度资源的获取harq重传调度下行初始传输调度下行初传调度流程。
LTE调度机制很好的总结
LTE调度机制很好的总结1 概述LTE的无线资源调度功能位于eNodeB的MAC子层。
无线资源调度时eNodeB的一项核心功能，目的是决定哪些用户可以得到何种资源，即决定每个用户使用的时频资源、NCS、SISO/MIMO等。
无线资源调度由eNodeB中的动态资源调度器实现。
动态资源调度器为下行共享信道（DL-SCH）和上行共享信道（UL-SCH）分配物理层资源。
DL-SCH和UL-SCH分别使用不同的调度器进行调度操作。
对UL-SCH上的传输进行授权时，其授权时针对每个UE的，而没有针对每个UE的每个RB的资源授权（Only 'per UE' grants are used to grant the right totransmit on the UL-SCH. There are no 'per UE per RB' grants）。
动态资源调度器需要根据上下行信道的无线链路状态来进行资源分配，而无限链路状态是根据eNodeB和UE上报的测量结果进行判定的。
分配的无线资源包含物理资源块的数量、物理资源块的位置以及调制编码方案MCS。
2 基本的调度操作LTE可以实现时域、频域和码域资源的动态调度和分配。
动态调度带来的一个重要变化是LTE不再使用3G CDMA系统中“专用信道”来传送数据，而代之以“共享信道”，即不再为特定用户长时间地保留固定的资源，而是将用户的数据都分割成小块，然后依赖高效的调度机制将来自多个用户的“数据块”复用在一个共享的大的数据信道中。
因此，LTE的性能能否充分发挥，很大程度上取决于调度机制的效率。
一方面要根据无线信道的特性进行灵活地调度，另一方面又不能大幅度增加系统的信令开销。
频域资源调度是LTE系统资源调度的重要方法。
在频域资源调度中，eNodeB上的调度器根据上下行信道的CQI（信道质量指示）、QoS参数和测量、eNodeB缓存中等待调度的负载量、在队列中等待的重传任务、UE能力（Capability）、UE睡眠周期和测量间隔/测量周期、系统参数（如系统带宽/干扰水平/干扰结构）等信息，动态地为UE选择适合的RB进行上下行传输，并通过下行控制信令指示给UE。
基于时延和速率效用函数的LTE无线资源调度算法研究
问题 之 一 。 目前 ， Ｌ Ｅ无 线 资源 调 度 中 ， 要 存 在 Ｔ 主
在着非 实 时调度 和实 时调度 ２类 算法 ， 中 ， 其 没有 时 延 约束 的 非 实 时 调 度 算 法 主要 有 轮 循 （ Ｒ） 吞 吐 Ｒ 、 量公 平 （ Ｔ 、 大 载 干 比 （ ａ ／ ） 等 比公 平 Ｆ ）最 Ｍ ｘＣ Ｉ 及
在 队列 中 的 等待 时 间 越 久 ， 传 输 优 先 级 就 越 高 ， 其
以避 免用 户分 组 由 于 长 期 等 待 超 出时 延 门 限 而被 丢弃 。Ｍ－ＷＤ Ｌ Ｆ调 度 算 法 的 优 先 级 判 断 方 法 如 式
（） 示。 １所
延 门限 的时 间大 小 来 决 定 优 先 级 的 最 早 截 止 时 间
率效用函数 的 Ｍ—ＷＤ Ｌ Ｆ调度算法具有更 高的公 平性 ， 能够更好地 满足对 实时业务 的调 度要 求。
关 键 词 ：Ｔ 资 源调 度 ； 用 函 数 ； Ｌ Ｆ Ｌ Ｅ； 效 Ｍ—ＷＤ
０ 引 言
随着移 动通 信 的 发展 ， 来 越 多 的业 务 将 会 在 越 Ｌ Ｅ系统 中得 以实 现 。然而 ， Ｔ 由于无 线资 源 的紧 缺 ， 如何高 效 利 用无 线 资 源 以满 足 移 动 通 信 业 务 特 别
１ Ｍ － Ｗ ＤＦ调 度 算 法 及 其 改 进 Ｌ
Ｍ—ＷＤ Ｌ Ｆ调度 算法 是针 对高 速业 务流提 出 的一 种 调度方 法 ， 同时考 虑 了数 据 传 输 的 时延 和 用 户 的
信道 条件 ， 户 的调 度优 先 级 判 定 不仅 和用 户 的 当 用
（ Ｆ 调度 算 法 等 几 种 。虽 然 这 几种 非 实 时 调 度 算 Ｐ） 法 在调度 非 实时类 业 务 时 具 有 简 单 、 于 实 现 等诸 易 多优点 ， 因 为都 不 具 有 时延 约 束 条 件 ， 法 保 证 但 无
LTE资源调度及其算法的比较
LTE资源调度及其算法的比较摘要：首先，本文讲述了LTE系统的基本内容，然后，文本对各类算法进行介绍和比较。
最后，本文汇总了一些调度在实际应用中碰到的问题，提出对于此类问题的一些可能解决办法。
关键词：LTE；资源分配；调度算法；Qos中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2015）02-0000-02一、LTE概述目前国内外的LTE商用正如火如荼的进行，更快的移动宽带体验使我们离移动互联网更近相比目前各个第三代移动通信系统，LTE具有如下主要技术特点[1]：提高通信速率和频谱效率，系统的最大带宽为20MHZ，在这样的带宽下，下行峰值速率为150Mb/s，上行峰值速率为50Mb/s；除了20MHz的最大带宽外，还能够支持1.5MHz、3MHz、5MHz、10MHz和15MHz等系统带宽，以及“成对”和“非成对”频段的部署，以保证未来在系统部署上的灵活。
LTE-A更支持多载波聚合，达到更高的速率。
另外LTE要求在满足高速目标外尽可能平滑地实现技术进步，所以要求新的无线接入技术必须与现有的3G无线接入技术并存，并且能与现有无线网络以及其替代版本兼容[2]。
二、LTE调度算法（一）最大载干比调度算法最大载干（Maximum Carrier to Interference，Max C/I）调度算法是一种典型的利用“多用户分集”的效果来实现最大化系统吞吐量的调度算法。
其基本思想是完全根据用户信道质量的好坏来进行调度，不考虑用户的数据量请求大小，也不考虑用户的队列信息，在每一调度时刻，总是服务于信道质量最好的用户。
该算法可获得最大的系统吞吐量，所得到的系统容量可以作为其他调度算法的上界。
（二）轮循算法轮循算法（RR，Round Robin）是一种最简单、最公平的调度算法。
其主要的思想是，以牺牲吞吐量为代价，公平地为系统内的每个用户提供资源，尽量保证能以相等的机会分配相同大小的资源给系统中的每个用户，而不考虑总吞吐量应该尽量大。
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技术专栏5G与车联网
IH5G and Internet of Vehicles
特约主编朱雪田
面向LTE-V调度方法研究
李艳芬，
朱雪田
(中国电信股份有限公司智能网络与终端研究院，北京
102209)
摘要：智能出行推进车联网从支持车载信息服务向支持V2X服务的下一代车联网发展
，
为了满足车联网发展需
求,3GPP标准针对LTE-V制定了 PC5接口和Uu两种通信方式。结合LTE-V业务特点，介绍了 Mode3、Mode4、SPS
增强调度算法及各算法优缺点，为车联网车车、车路、车人之间低时延、高可靠性的通信需求奠定基础
。
关键词：PC5；Uu；
Mode3；Mode4
；SPS
增强
中图分类号：TN929.5 文献标识码：
A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.190882
中文引用格式：李艳芬，朱雪田.面向LTE-V调度方法研究[J].电子技术应用，
2019,45(9):8-12.
英文引用格式：
Li Yanfen ,Zhu Xuetian. Research on LTE-V scheduling method [J]. Application of Electronic Technique
,2019
,45
(9):8-12.
Research on LTE-V
scheduling
method
Li Yanfen , Zhu Xuetian
(Intelligent Network and Terminal Research Institute of China Telecom Co. , Ltd. , Beijing 102209 , China)
Abstract:
Intelligent outgoing promotes vehicles networks from supporting on-board information services to the next generation that
supports V2X services. In order to meet the development needs of Vehicles networks, the 3GPP standard has developed two com
munication modes, PC5 interface and Uu, for LTE-V. Combined with the characteristics of LTE-V services, this paper introduces
the Mode3, Mode4 and SPS enhanced scheduling algorithms , and the advantages and disadvantages of each algorithm, which lays a foundation for the communication requirements of low-latency and high - reliability among V2V, V2I and
V2P.
Key words :
PC5 ；
Uu;Mode3 ； Mode4 ；
SPS enhanced
0引言
车联网的提出和发展可以有效缓解或解决由于车 辆快速增长而带来的各种问题，并有可能彻底改变人们
未来的岀行模式，
大大提升道路交通网络的运输效率、安
全水平、智能化水平及环保水平，
对支撑汽车产业升级
转型具有重要意义。车联网是以车内网、车际网和车载
移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标 准,在
V2X (Vehicle to Everything)
之间进行无线通信和
信息交换的大系统网络，
是能够实现智能化交通管理
、
智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。
1 LTE-V标准进展及业务需求
国际上车联网标准包括两大通信阵营，一种是
DSRC (Dedicated Short Range
Communications
)
方案，作为
WiFi的升级版技术。美国在
1998年将
5 850-5 925
MHz用于DSRC无线电服务，也是多数企业普遍采用的
标准。另外一种是以LTE为基础的车联网专用的
LTE-
V方案，实现车辆与周边环境节点低时延、高可靠的直 接通信，满足行车安全需求。3GPP标准进展如图1所示
，2015年12月，3GPP
RAN启动LTE-V的第
1个工作项目，主要完成基于
LTE PC5 接口的 V2V(PC5-based V2V)
的标准化工作。
2016年6月，3GPP RAN启动第2个LTE-V工作，主要
完成基于Uu接口的
LTE-V,以及其他第
1阶段遗留的
标准化工作。2017年3月,3GPP RAN启动基于Rel-14
LTE-V的增强(Rel-15)的标准化工作，
截止到
2018年
6月完成了 LTE-V R15
标准制定，同时6月份正式将
eV2X列为R16标准化研究内容。
5G eV2X可为自动驾
驶汽车提供更多的无线通信功能以支持多种前沿用例，
如车辆间高吞吐量传感器数据及地图共享，将车辆摄像
头捕捉到的信息流传输至其他车辆以实现“透视”功能， 或实现宽带测距以改善定位服务。
3GPP主张未来5G
eV2X是LTE-V的一个补充，而不是后向兼容
。
目前主要产品形态还是基于R14,在
R14中针对
LTE-V定义了三类业务场景，分别是安全应用场景、交
通效率提升应用场景、信息娱乐服务场景，
共计
27种用
例⑴。对网络有如下需求：
(1)速度：支持最高相对速度为500 km/h,最高绝对 速度为250 km/h；
8欢迎网上投稿
www. ChinaAET.
com
《电子技术应用》2019年第
45卷第
9期图1 3GPP标准进展
(2) 有效通信距离：网络能够提供足够的有效通信距
离，以保证司机有足够的反应时间(如4 s)；
(3) 时延：直接或通过RSU(Road Side Unit)支持V2V (Vehicle to Vehicle)/V2P(Vehicle to
Pedestrian
)
应用的两
个UE之间的最大端到端延迟应为
100 ms。
支持
V2I
(Vehicle to Infrastructrue)应用的 UE 和 RSU 之间的最大
时延应为100mSo
为了支持预碰撞检测，
支持
V2V应用
的两个UE之间的最大时延不超过
20 ms。对于经过
3GPP网络实体的在支持V2N(Vehicle to Network
)
业务的
车联网终端和应用服务器之间通信，最大端到端时延不
超过 1 000 mso
(4) 消息生成周期:E-UTRAN应能够支持RSU和终 端最大10 Hz的消息发送频率。2 LTE-V业务特点LTE-V 业 务包括 BSM(Basic Safety Message)、DENM (Decentralized Environmental Notification Message) >CAM(Coo- perative Awareness Message) 3 种数据包。(1) BSM：BSM由SAE制定。它包含关键车辆状态信 息，通过BSM信息可以跟踪车辆的位置和状态，阻止可 能的碰状。BSM周期固定为100 ms。没有认证的BSM长 度为132~300 B,具备认证的BSM为241-409 Bo(2) DENM :DENM消息由事件触发，在一个会话期间， DENM以一个固定周期传输。对于不同业务类型DENM 有不同周期。DENM消息长度为200-1 200 Bo《电子技术应用》2019年第45卷第9期(3)CAM：由ETSI制定，基于车辆位置改变、速度改 变和方向改变，将触发CAM消息。具体满足以下任何一 种将会产生CAM消息：① 当前位置和之前位置超过4 m；② 当前速度与之前速度差别在0.5 m/s；③ 当前方向和之前方向超过4。。CAM消息周期可能是100 ms ,200 ms、…、900 ms、 1 000 mso如果CAM没有认证消息大小为92-260 B,认 证的CAM消息为201-369 B。由于LTE-V业务数据包BSM、DENM、CAM周期性 特点，如果使用常规动态调度，需要针对每个包发送SR (Service Request)信令，将会带来大量信令开销。
针对该类业
务数据包特点，适合使用
SPS(Semi-Persistent Scheduling)
调度，UE可以周期使用对应资源
。
3 LTE-V调度分析
基于3GPP标准
,LTE-V终端可以选择两种接口进
行V2X消息传递，一种是PC5接口方式，另一种是Uu
方式。下文将针对两种方式分析不同调度算法。3.1 PC5接口调度方式
LTE-V PC5方式发送数据信道包括PSCCH和PSSCH, 其中 PSCCH 传送的是 SA (Scheduling Assignment)
信息，
PSSCH传送的是用户数据信息。数据资源池和SA资源 池是一一对应的关系，每个数据传输都由一个SA调度，
解出的SA信息指示数据传输资源的时频位置信息。资
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