高铁场景下lte-a资源调度与越区切换研究

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1、国内图书分类号：TN929．5国际图书分类号：621．39西南交通大学研究生学位论文密级：公开高铁场景下LTE．A资源调度与越区切换研究年级三Q二二级姓名韭茎查申请学位级别亟±专业通信皇信息丕统指导老师堇垩圭数援二O一四年五月claLssi6edMex：11u呷z‘『·厂u．D．c：易叱>cfSouthV旧stJiaotongUniVersityMasterDe伊eeThesisInVestigationofLTE—ASchedulingandHandoVerforHi曲SpeedRailwaysGrade：2011Can

2、didate：MengqiZhangAcademicDegreeA1)pliedfor参MasterDegreeSpeciality：CommunicationandIIlfomationSystemSupeI．visor：ProfessorPingzhiFanMay．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

3、用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密函使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：天瀚日期：训斗、f、^I]指导老师签名：夕≯羞出日期：矽10．西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要高速铁路，作为一种快速，安全和绿色的公共交通系统，近年来在我国得到了快速发展。在长达数小时的旅途中，如何为旅客提供高质量的通信服务已经成为研究热点之一。LTE．A系统具有频谱效率高，覆盖能力强，时延短，业务类型丰富等特点，是极具潜力的铁路旅客通信技术。本文

4、从调度和切换的角度对高移动性下LTE．A系统的性能进行了研究。调度是LTE．AMAC层的重要功能，对系统频谱效率和用户公平性有重要影响。传统的调度算法在列车用户和普通用户共存时，无法满足系统公平性要求，需要作出改进；而小区切换是移动性管理中的重要内容。失败的切换会导致通信中断甚至掉话，严重影响用户体验。在高铁场景下，切换面临较大挑战，存在频繁切换、群切换、多普勒频移等问题。本文主要工作如下：(1)根据LTE．A相关协议，参与了LTE．A动态系统级仿真平台的搭建，编写了切换、SD恨映射、分组调度、MCS选择和性能统计模块。平

5、台采用c++编写，包括一维场景和二维场景两部分，适用于高铁场景下通信性能的仿真。(2)针对列车用户和普通地面用户共存的场景，提出了一种基于比例公平的改进分组调度方案。该方案通过提高列车用户的调度优先级，来改善用户公平性。在上述系统级仿真平台上，本文对改进算法进行了仿真。结果表明，该方案可以显著提高高铁场景下的用户公平性，同时相比比例公平，系统吞吐量几乎没有下降。(3)在ziyueLiu等人n1所提切换方案的基础上，本文提出了一种改进的方案，通过使用切换通知，来减少需要传输的信令，从而达到了缩短切换时延的目的。分析表明，新方

6、案的切换时延只有原方案的58％左右。同时，本文从切换失败率和中断概率的角度对所提方案进行了分析和仿真。关键词：系统级仿真平台；m．A；切换；调度；高速铁路西南交通大堂硕±研零毒害俘堡器罨霎霉撵呈。蓁i震蓁雾蓁蓁雾霎雾鬟蓁羹冀蓁窝冀雾霞鸶雾薹捌襄霾蓼丽嚣骥墼雾篡堂堂霾雾羹蓁爵塑襄；蓁冀蓁霎萋需基塞鬟錾西南霪罐本芏翠高堕茬壶盂袋髯螽霎：i孵薹羹耋或勘科籀翻蓁戮

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19、豁영"x西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1高铁无线通信与L1匝．A系统高速铁路是一种快速、安全、环保、正点率高、运能大，舒适便捷的公共交通工具，近年来，在世界范围内得到了快速的发展。1964年10月，日本东海道新干线开通，这是世界上第一个商业营运速度达到200公里／小时的高速铁路系统，同时也标志着高速铁路大发展时期的到来。随后，法国、意大利、德国、西班牙、比利时、英国、韩国等也开始进行高速铁路建设，在世界范围内，掀起了一股高速铁路建设的热潮。我国高速铁路建设起步较晚，但发展速度惊人。1999年

20、，中国开始秦沈客运专线的建设，这是我国大规模建设高速铁路的开端。到2012年12月为止，中国已经拥有超过10000公里的高速铁路，成为世界上拥有高速铁路里程数最多的国家。这一数字将继续快速增长，预计到2015年，中国的高速铁路里程将超过18000公里。另外，按照《中长期铁路网规划》，未来中国的高铁网络将