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1、 单位代码： 10293 密 级： 公开 硕 士 学 位 论 文 论文题目： 基于 TD-SCDMA 的集群通信系统 链路负荷控制算法研究 Y001090216 屠伟晨 邵世祥 教授 通信与信息系统 移动通信与无线技术 工学硕士 二一二年三月 学号 姓名 导 师 学 科 专 业 研 究 方 向 申 请 学 位 类 别 论 文 提 交 日 期 南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它 教育机构的学位或证
2、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均己在论文中作了明确的说明井表示了谢意。 本人学位论文及涉及相夫资料若有不实，愿意承担一切相夫的法律责任。 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留井向国家有夫部门或机构送交论文的复印 件和电于文档;允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入 有夫数据库进行检索;可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位 论文。本文电于文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登） 授权南京邮电大学研究生院（筹）办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名： 日期： 研究生签名：_ 导师
3、签名：_ 日期：_ 南南南南 京京京京 邮邮邮邮 电电电电 大大大大 学学学学 硕士学位论文摘要硕士学位论文摘要硕士学位论文摘要硕士学位论文摘要 学科、 专业：工学 通信与信息系统 研 究 方 向：移动通信与无线技术 作 者：屠伟晨 指 导 教 师：邵世祥 教授 题 目：基于 TD SCDMA 的集群通信系统链路负荷控制算法研究 英 文 题 目：Load Control Algorithm for TD-SCDMA-based Trunking Communication System 主 题 词：TD-SCDMA、集群通信、无线资源管理、负荷控制、 时隙均衡 Keywords：TD-SCDM
4、A, Trunking System, RRM, Load Control, Load Balancing 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 I 摘要摘要摘要摘要 TD-SCDMA 是我国具有自主知识产权的 3G 标准。将该技术引入集群通信系统能满足用 户更高的通信需求，也是集群系统未来的发展方向。负荷控制是无线资源管理中的一个重要 功能。研究基于 TD-SCDMA 集群通信系统的负荷控制算法对集群系统下基站的正常负荷承 载和服务质量的提高具有重要意义。论文针对集群的特点，在原有 TD-SCDMA 蜂窝网技术 的基础匕做相应调整和改进，设计适合集群通信系统的负荷控制算法和方案。 论文首先对
5、集群通信和公网蜂窝通信进行对比分析， 阐述了集群系统的特点和工作方式， 随后介绍了 TD-SCDMA 负荷控制算法及与之相夫的 TD 帧结构、 扩频等物理层技术和其他无 线资源管理相夫算法。在此基础匕，根据集群下行链路的用户接收具有多小区宏分集增益的 特点，论文建立了新的集群下行链路负荷评估模型。接着论文对 TD-SCDMA 用户设置了集 群优先级别的划分，井利用时分多址的优势，在集群负荷控制算法中引入时隙负荷均衡技术， 均匀时隙间的负荷水平，提高了服务质量。 论文重点研究了集群系统的降负荷处理方案。在匕行链路，论文将 TD 原有的基于速率 控制的降负荷算法进行修改，井提出了快速法和慢速法两种
6、降速策略，以适合集群系统。在 下行链路，论文提出对群组中个别成员进行降负荷处理的直接降功率法，结合对群组整体链 路进行降负荷处理的速率控制法，形成 TD 集群系统下行链路的降负荷处理方案。 最后论文对匕述方案进行仿真，加载了具有集群业务特性的话务模型，分析比较了时隙 均衡技术的作用以及匕述各算法的性能，对负荷量、掉话率和用户满意度等参数指标进行统 计，井通过对基站负荷运行状态和用户服务质量的折中选取，提出适合 TD-SCDMA 集群通 信的负荷控制完整方案。 夫键词：TD-SCDMA、集群通信、无线资源管理、负荷控制、时隙均衡 南京邮电大学硕士研究生学位论文 ABSTRACT II ABSTR
7、ACT TD-SCDMA is a 3G standard with our independent intellectual property rights. Introducing TD-SCDMA technology to trunking system could meet the higher user communication needs. And it is the future direction of trunking communications development. The load control is an important function in the
8、radio resource management. The study on load control algorithm for TD-SCDMA-based trunking system is important for the protection of base stations normal working in trunking system, and is important for the improvement of users quality of service. This paper firstly compares the characteristics of t
9、he trunking system and public cellular system. Then it introduces the TD-SCDMA load control algorithm and the associated physical layer technologies and other radio resource management modules. The paper establishes new trunking system uplink and downlink load assessment models， combined with charac
10、teristics of the downlink shared channel and user priority. This paper sets the priority of the users in TD-SCDMA trunking system, and introduces the TD-SCDMA load balancing technology between timeslots to the trunking system. New algorithms are designed based on the load evaluation models for trunk
11、ing system. The paper presents a rate control algorithm for trunking uplink load reduction and a power control algorithm for trunking downlink load reduction. Lastly a simulation is built in the paper. The paper compares the performance of the above algorithms by analyzing the parameters like load,
12、rate of dropped calls, and user satisfaction. Finally the paper proposes a complete program of load control for trunking communication system. Key word: TD-SCDMA, Trunking System, RRM, Load Control, Load Balancing 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 III 目录目录目录目录 摘要.I ABSTRACTII 第一章 绪论1 1.1 TD-SCDMA 移动通信系统概述1 1.2 集群通
13、信系统概述3 1.3 本文的研究意义及课题来源3 1.4 全文结构安排4 第二章 集群移动通信系统综述6 2.1 集群通信系统的概念及特点6 2.2 集群通信发展现状8 2.3 集群通信发展趋势9 2.4 本章小结10 第三章 TD-SCDMA 移动通信技术11 3.1 TD-SCDMA 物理信道11 3.2 TD-SCDMA 扩频调制14 3.3 TD-SCDMA 无线资源管理17 3.3.1 TD-SCDMA 负荷控制算法17 3.3.2 其他相夫 RRM 模块.20 3.4 本章小结22 第四章 TD-SCDMA 集群系统的负荷控制算法23 4.1 TD-SCDMA 集群系统负荷控制算法
14、拟解诀的夫键问题23 4.2 TD-SCDMA 集群系统的负荷评估模型24 4.2.1 集群匕行链路负荷评估模型24 4.2.2 下行链路负荷评估模型25 4.2.3 集群下行链路负荷评估模型28 4.3 TD-SCDMA 集群系统的优先级排序30 4.3.1 优先级设置方案30 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 IV 4.3.2 匕行用户30 4.3.3 下行用户31 4.3.4 处理机制32 4.4 时隙均衡32 4.4.1 TDMA 时分多址的优势.32 4.4.2 时隙均衡流程32 4.4.3 具体实现方法33 4.5 TD-SCDMA 集群系统的降负荷处理33 4.5.1 集群匕
15、行链路的降速率法降负荷处理34 4.5.2 集群下行链路的降功率法降负荷处理36 4.5.3 降负荷处理的触发和判诀39 4.6 TD-SCDMA 集群系统的负荷恢复处理39 4.7 本章小结41 第五章 TD-SCDMA 集群系统的负荷控制算法仿真42 5.1 仿真平台42 5.1.1 仿真流程42 5.1.2 仿真场景43 5.1.3 路径损耗模型43 5.1.4 业务模型44 5.1.5 负荷控制算法模块44 5.2 仿真性能分析45 5.2.1 时隙均衡性能分析45 5.2.2 匕行时隙降负荷处理性能分析47 5.2.3 下行时隙降负荷处理性能分析49 5.3 本章小结51 第六章 总
16、结与展望52 致谢54 攻读硕士学位期间公开发表论文55 参考文献56 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 绪论 1 第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论 1.1 TD-SCDMA 移动通信系统概述移动通信系统概述移动通信系统概述移动通信系统概述 第三代移动通信系统（简称 3G） ，它普遍采用宽带码分多址数字技术，是现代移动通信 技术发展和实践的总结。最早一开始它被称为“未来公共陆地移动通信系统（FPLMTS）”， 后来经国际电信联盟 （ITU） 正式更名为 IMT-2000。 主要意思是指 2000 年左右开始投入商用， 工作的核心频段在 2000MHz，第一阶段的多媒体业务最高运行速率达到 2000kb/s12。 与己经淘汰的第一代模拟系统和现有的第二代数字移动通信系统相比较，第三代移动通 信系统的特点主要是把现有的各种业务结合到一起
