طراحی الگوریتم جدید زمان بندی برای کاربران بلادرنگ و غیربلادرنگ در شبکه های LTE

نوع فایل: word (قابل ویرایش)

تعداد صفحات : 96 صفحه

چکیده
با رشد سریع کاربران اینترنت و سرویس های بلادرنگ نظیر صدا و تصویر و نیاز به برآورده کردن کیفیت سرویس مورد نیاز کاربران از نسل بعدی شبکه های سلولی انتظار می رود که دسترسی در همه نقاط را  برای کاربران موبایل فراهم کند.  LTE یک تکنولوژی دسترسی رادیویی جدید می باشد که به منظور یک حرکت به سمت نسل بعدی سیستم های بی سیم پیشنهاد شده است. LTE از دسترسی چندگانه تقسیم فرکانسی عمود بر هم  در جهت فروسو استفاده می کند. دسترسی مالتی پلکس فرکانس عمود بر هم کل پهنای باند را به چندین زیرکانال با باند باریک تقسیم می¬کند و به کاربران براساس نیازهایشان این زیرحامل ها را تخصیص می دهد. یکی از ویژگی های اصلی LTE استفاده از روش های مدیریت منابع رادیویی پیشرفته به منظور بهینه کردن عملکرد سیستم است به نحوی که بیشترین تعداد بیت ارسال گردد. برای فراهم کردن کیفیت سرویس کاربران، الگوریتم های زمان بندی برای رفع نیازهای کاربران، طراحی شده اند. زمان بندی  در شبکه هایLTE مسئول توزیع منابع میان کاربران فعال به منظور فراهم آوردن کیفیت سرویس مورد نیاز می باشد.در این الگوریتم ها، معمولا کاربرد سرویس های بلادرنگ ودر بعضی دیگر از الگوریتم ها کاربرد هر دو نوع سرویس بلادرنگ و غیربلادرنگ در نظر گرفته شده است. در مواردی هم که هر دو کاربرد بلادرنگ و غیر بلادرنگ در نظر گرفته شده، به سرعت های متفاوت کاربران هیچ توجه ای نشده و فقط برای گروه کاربران با سرعت های حرکت پایین (حداکثر۳۰ کیلومتر بر ساعت) توجه شده است. در صورتی که این مهم می باشد که الگوریتم به گونه ای عمل کند که با افزایش سرعت،کیفیت سرویس کاربر به مخاطره نیفتد.  تلاش شده تا الگوریتمی طراحی شود که کیفیت سرویس را برای کاربران با سرعت های مختلف فراهم آورده و نرخ ارسال شبکه را افزایش دهد.همچنین در سرعت های پایین در مقایسه با سایر الگوریتم هاعملکرد بهتری داشته باشد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم های موجود نشان دهنده ی آن است که نرخ ارسال شبکه در الگوریتم پیشنهادی  افزایش یافته و به دلیل انتخاب معیار مناسب برای تخصیص بلوک منبع  به کاربر، پارامترهای کیفیت سرویس بهبود یافته اند. کلمات کلیدی:  LTE، زمان بندی، مدیریت منابع رادیویی، کیفیت سرویس، OFDMA، سرویس های بلادرنگ و غیر بلادرنگ

عنـــوان    صفحه
فهرست مطالب    هشت
فهرست اشکال    یازده
چکیده    1
۱    فصل اول : مقدمه    2
۱-۱    مقدمه    2
۱-۲    مشخصه های اساسی LTE    3
۱-۳    چالشه¬های  موجود و اهداف     4
۱-۳-۱    دو هدف مهم   5
۱-۴    ساختار     5
۲    فصل دوم : معرفی LTE    6
۲-۱    مقدمه    6
۲-۲    بررسی کلی ساختار شبکه LTE    6
۲-۲-۱    بخش هسته شبکه    7
۲-۲-۲    بخش E-UTRAN    8
۲-۳    ساختار فریم    9
۲-۳-۱    FDD    9
۲-۳-۲    TDD    10
۲-۳-۳    ساختار بلوک منبع    12
۲-۴    لایه ی فیزیکی    12
۲-۴-۱    روش دسترسی OFDMA    13
۲-۴-۲    روش دسترسی SC-FDMA    14
۲-۵    کیفیت سرویس  و کلاس‌های سرویس در LTE    15
۲-۵-۱    مدل حامل    15
۲-۵-۲    QCI    17
۲-۵-۳    ARP    18
۲-۶    مدل ترافیکی    18
۲-۶-۱    مدل ترافیکی ارسال صدا از طریق اینترنت    18
۲-۶-۲    مدل ترافیکی صفحات    19
۲-۶-۳    مدل ترافیکی ویدئو    20
۳    فصل سوم زمانبندی در شبکه های LTE    21
۳-۱    مقدمه    21
۳-۲    روش های زمانبندی در زیرلایه ی MAC شبکه¬هایLTE در جهت فروسو    22
۳-۳    استراتژی های زمانبندی برای شبکه های LTE در جهت فروسو    23
۳-۳-۱    استراتژی ناآگاه از کانال    24
۳-۳-۲    استراتژی آگاه از کانال/ناآگاه از کیفیت سرویس    27
۳-۳-۳    استراتژی آگاه ازکانال /آگاه ازکیفیت سرویس    30
۳-۴    الگوریتم¬های مورد استفاده در مقایسه    33
۳-۴-۱    الگوریتم زمانبندی در دوسطح    34
۳-۴-۲    الگوریتم M-EDF-PF    37
۳-۴-۳    الگوریتم  FBAQ    38
۴    فصل چهارم الگوریتم پیشنهادی و شبیه¬سازی    44
۴-۱    مقدمه    44
۴-۲    بیان الگوریتم پیشنهادی برای تخصیص منابع    45
۴-۳    مقدمات و ملزومات الگوریتم    45
۴-۴    نوآوری های انجام شده    46
۴-۵    پیش نیازهای الگوریتم    47
۴-۶    شرح الگوریتم پیشنهادی    50
۴-۶-۱    تقسیم بندی کاربران بر اساس سرعت حرکت آنها    51
۴-۶-۲    محاسبه¬ی نرخ ارسال داده کاربران تا ایستگاه مبنا    51
۴-۶-۳    محاسبه ی اولویت هر صف    54
۴-۶-۴    ساختار جدید فریم    56
۴-۶-۵    محاسبه و تخصیص بلوک منابع مورد نیاز هر صف با توجه به تامین نیاز کیفیت سرویس کاربر    57
۴-۷    شبیه سازی و نتایج    62
۴-۷-۱    نحوه ی محاسبه ی مقادیر محور افقی نمودارها    62
۴-۷-۲    ترافیک اعمالی به شبکه    65
۴-۸    بررسی  نتایج حاصل از شبیه سازی    66
۵    فصل پنجم نتیجه¬گیری و پیشنهادها    71
۵-۱    خلاصه    71
۵-۱-۱    روش های تخصیص بلوک منابع    72
۵-۲    پیشنهادها    73
منابع و مآخذ    75