5G移動通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度探索

時間:2022-08-27 03:43:37

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5G移動通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度探索

【摘要】本文簡單介紹了無線資源調(diào)度機制,并分析了4GLTE通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度方法,與此同時對5g移動通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度措施進行了討論,希望以此為廣大研究相同問題的人士提供參考。

【關鍵詞】5G移動通信系統(tǒng);無線資源;調(diào)度

在移動通信系統(tǒng)之中無線資源并非是無限的,無線資源涵蓋時間與空間等各種資源,而怎樣合理使用這些有限的無線資源充分滿足人們對無線業(yè)務的需要,此乃無線資源調(diào)度分配制度必須要做好的一項任務。因而,以下就針對5G移動通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度相關問題進行論述。

1無線資源調(diào)度簡介

無線資源調(diào)度分配機制界定有很多,可是大部分認可的定義就是:基站中的調(diào)度器要及時動態(tài)把控時頻資源分配,把該資源在某時間內(nèi)配置給某一用戶。調(diào)度算法規(guī)定在用戶QoS與系統(tǒng)容量中獲得平衡。資源調(diào)度算法的幾個關鍵指標就是頻譜利用率、用戶QoS需求與公平性,根據(jù)網(wǎng)絡這一角度而言,頻譜利用率是很關鍵的,可是根據(jù)用戶角度而言,后兩者更重要,而最佳的調(diào)度算法為實現(xiàn)三者折衷。無線資源調(diào)度需將用戶對資源的競爭化解。從宏觀角度看,調(diào)度需要展開各種資源的分配與共享,達到資源的合理運用,此時的資源調(diào)度實則為資源配置。無線資源調(diào)度探究目標表現(xiàn)在:①提升頻譜利用率,在移動通信系統(tǒng)之中,因為移動通信網(wǎng)絡時隙與頻率等受限,并且業(yè)務種類豐富,用戶需求較多,所以對網(wǎng)絡運營方而言,處理頻譜資源和網(wǎng)絡覆蓋與系統(tǒng)容量的矛盾,在充分滿足多種分組業(yè)務較為豐富的服務質(zhì)量規(guī)定基礎之上,提升移動通信系統(tǒng)容量與無線頻譜利用率乃無線資源分配調(diào)度探究的關鍵目標。②防止干擾。因為無線環(huán)境多變,多種新的組網(wǎng)方法使用的同頻復用技術造成共道干擾將無線系統(tǒng)網(wǎng)絡性能減弱了,例如因為多小區(qū)組網(wǎng)出現(xiàn)小區(qū)干擾、跨層干擾等直接影響到了無線資源利用率,嚴重妨礙了業(yè)務質(zhì)量性能。因此盡量減少無線網(wǎng)絡干擾,提高系統(tǒng)容量是無線網(wǎng)絡資源調(diào)度探索的目標。③降低能耗。由于移動通信發(fā)展快,移動通信系統(tǒng)二氧化碳排放量高,造成氣候變暖。怎么提升用戶感知業(yè)務質(zhì)量,減小基站與終端設備能耗,提高系統(tǒng)能效,是無線需要面臨的問題之一,且是移動通信的探索熱點。

24GLTE通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度

4GLTE系統(tǒng)把OFDM技術與多無線技術等引進,其中OFDM信道空時變化有一定的隨機性,復雜性較高,因此于4GLTE無線資源管理過程中科學分配多維資源是要思考的問題。在LTE系統(tǒng)內(nèi)上下行分別采用SC-FDMA與OFDMA。FDMA為頻分多址復用,而OFDMA資源涵蓋了時間、頻率以及空間資源。LTE系統(tǒng)用時頻資源塊RB當作最小資源單位。OFDMA根據(jù)表面上看,其是經(jīng)過差異化載波頻率區(qū)分不一樣的用戶,即經(jīng)過提供1個OFDMA的1組子載波劃分,達到多用戶接入,而其和以往的頻分多址復用明顯的區(qū)別是根據(jù)PFDM優(yōu)點,不相同用戶間無需保護頻段,進而將頻率利用率提升。在LTE系統(tǒng),對于無線資源調(diào)度是十分關鍵的,由于系統(tǒng)性能優(yōu)化的核心方式為經(jīng)過無線資源分配,即經(jīng)過對功率、時間以及帶寬動態(tài)分配達到的。為充分滿足不相同用戶的各方面需求,借助資源調(diào)度方式把不相同用戶接入OFDMA信道。該系統(tǒng)資源調(diào)度涵蓋碼字與用戶質(zhì)量需求等。這一資源調(diào)度能夠認為是非線性帶有束縛性的優(yōu)化方式。于無線資源調(diào)度階段,時頻資源是經(jīng)基站調(diào)度器進行控制的,基站調(diào)度器給不一樣的用戶配置時頻資源。對LTE系統(tǒng)而言,無線資源調(diào)度就是給不相同用戶配置其傳輸信號需要占用的虛擬資源數(shù)量,分配中要思考的因素就是用戶質(zhì)量與信道狀態(tài)等。在智能調(diào)度中,下行鏈路資源分配是借助上行鏈路反饋信道明確的,用戶設備于下個傳輸周期下行資源塊與格式是經(jīng)過下行控制信道取得的。于LTE系統(tǒng),用戶系統(tǒng)容量以及QoS一般是以子載波配置與功率配置確保的。下行功率分配方式為:①平均分配,即在各個子載波上分配功率,所以用戶發(fā)射功率和占用子載波數(shù)目為正比關系。②路徑損耗補償,機把功率的一小部分用于對因為路徑損耗出現(xiàn)的信號衰落補償。根據(jù)子帶方式與間隔拓展方式為LTE系統(tǒng)下行資源配置中分配子載波的方法。

35G移動通信系統(tǒng)無線資源調(diào)度分析

3.1異構網(wǎng)絡。異構網(wǎng)絡技術規(guī)定在多種不相同,同時多元化的網(wǎng)絡與終端情況下,不管什么時間移動用戶均應具備無縫業(yè)務能力,此時異構的無線資源需要涵蓋無線頻譜與接入權限等,即異構網(wǎng)絡資源管理在各個方面和傳統(tǒng)網(wǎng)絡有差別:①資源自身的含義均會改變;②資源取值范圍與資源相互間的關系等方面均需要拓展。除此以外,按照資源含義的改變,用以往的一維變量表述資源分配狀態(tài)有難度,必須要從多維動態(tài)變量描繪,如此可知,5G移動通信系統(tǒng)資源管理與分配需要是多維動態(tài)化的,給異構網(wǎng)絡的差別化接入網(wǎng)絡分配資源且展開頻譜管理。伴隨異構網(wǎng)絡的密集化發(fā)展,資源管理面對著非常嚴峻的資源分配,以及需要資源循環(huán)和頻譜再分配,還有更為合理的公平性與嚴謹?shù)母蓴_管理等各種問題,即密集化異構網(wǎng)絡給無線網(wǎng)絡系統(tǒng)資源管理提出了嚴要求,進而變成了十分關鍵的探究性課題。對無線通信系統(tǒng)展開性能指標評估的階段,應當使用無線資源管理方式對各個指標展開評估。比如,系統(tǒng)信道資源分布公平與否、小區(qū)覆蓋范圍與用戶數(shù)量等。以上指標一并實現(xiàn)最優(yōu)是很難的。所以,必須要全面思考進行折中處理:①小區(qū)覆蓋范疇和用戶服務水平的限制:由對用戶服務水平進行思考,用戶靠近基站該服務水平就更好,即小區(qū)邊緣用戶QoS比基站周圍的用戶差,因而需要依照小區(qū)邊緣用戶QoS規(guī)范明確小區(qū)覆蓋范圍。②系統(tǒng)容量和小區(qū)覆蓋制約:由小區(qū)覆蓋的角度來看,基站高功率傳送,能夠獲取到角好的小區(qū)覆蓋,可是也需要思考對四周小區(qū)帶來的干擾性,因為這部分干擾會減少系統(tǒng)容量。③容量和公平制約,如果信道資源分配到信道較好的用戶時,系統(tǒng)容量較大,可是公平性低??茖W采用無線資源管理方式能夠讓這部分指標因素達到理想的狀態(tài)。3.2鏈路自適應。該技術就是系統(tǒng)鏈路速率、和調(diào)制方法與別的資源需要伴隨現(xiàn)下無線信道狀態(tài)和變化趨勢自適應迅速動態(tài)變化,也就是實現(xiàn)自適應目標,即自適應調(diào)制與編碼。為持續(xù)加大系統(tǒng)容量,經(jīng)過鏈路自適應持續(xù)動態(tài)選取資源。此時的AMC是在持續(xù)變化的無線環(huán)境下,自適應轉變系統(tǒng)調(diào)制與編碼方法,而非轉變終端發(fā)射功率,同時也被叫作調(diào)制編碼MCS。為在差別化信道狀態(tài)中均可以獲得系統(tǒng)大吞吐量,AMC是經(jīng)過轉變的調(diào)制與編碼方法全面適應信道狀態(tài)變化的。而在實現(xiàn)中,應構建1個MCS調(diào)制編碼傳輸格式數(shù)據(jù)集合,在各個傳輸格式數(shù)據(jù)集中均需涵蓋調(diào)制方法與編碼速率。倘若信道狀態(tài)改變,系統(tǒng)會于集合之中挑選和其相應的傳輸格式。如此,5G移動通信系統(tǒng)是經(jīng)過使用高頻譜效率調(diào)制編碼技術達到合理使用有限無線資源實現(xiàn)高吞吐率、優(yōu)質(zhì)服務與高頻譜效率的無線傳輸。采用FSK與QAM融合的設計信號調(diào)制編碼方式,且轉變干擾的統(tǒng)計分布實現(xiàn)對干擾把控的目的。

4結束語

由于信息時代在不斷發(fā)展的階段,未來的用戶對音頻與視頻等數(shù)據(jù)業(yè)務方面的需求會持續(xù)提升,所以無線資源管理調(diào)度機制科學有效地提高對移動通信系統(tǒng)的優(yōu)化升級有直接影響?,F(xiàn)下,5G移動通信系統(tǒng)依然在健全的過程中,伴隨網(wǎng)絡結構與5G制式標準化與有關技術的健全,對5G系統(tǒng)無線資源管理技術會獲得進一步擴展。

參考文獻

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[2]段滔,孫長果.5G系統(tǒng)天線技術發(fā)展及演進[J].電信技術,2019(01):97-100.

作者:張宏宇 單位:吉林吉大通信設計院股份有限公司