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研究生: 傅方儒
Fu, Fang-Ju
論文名稱: LTE下行鏈路封包排程模擬器之研究
Survey of Downlink Packet Scheduling Simulator in LTE Communication System
指導教授: 王嘉斌
Wang, Chia-Pin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 36
中文關鍵詞: LTE-Sim模擬器長程演進技術
英文關鍵詞: LTE-Sim simulator, LTE
DOI URL: https://doi.org/10.6345/NTNU202203041
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:111下載:45
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  • 近年來,長程演進技術(Long Term Evolution,LTE)已成為第四代行動通訊的無線系統,而國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)與第三代合作夥伴計畫(3rd Generation Partnership Project,3GPP)國際標準組織為了評估各種解決方法,已經開始訂定各種模擬規範,主要是用於複雜且具有整體驗證性質的系統層級模擬器(System level simulator, SLS)。系統層級模擬器LTE-Sim是一個開放源碼基於C++的模擬器,其設計理念是希望能完整實現演進型技術協定層,可提供完整的LTE網路性能驗證和讓研究人員進行修改,並用來了解LTE長程演進技術整體網路的效能,在本論文中,利用公平比例(Proportional Fairness,PF)、最大延遲優先(Maximum Largest Weighted Delay First,M-LWDF)和指數型公平演算法(Exponential Proportional Fairness,EXP/PF),去評估LTE-Sim模擬器對於LTE系統的效能測試,例如:基地台平均傳輸速度、流量影響、使用者裝置、封包吞吐量、延遲和公平性等效能評估,並增加一個公平比較的模擬平台。

    關鍵字:LTE-Sim模擬器、長程演進技術。

    In recent years, Long Term Evolution (LTE) has become the fourth generation mobile communication wireless system. System-Level Simulator (SLS) LTE-Sim is an open source C ++-based simulator designed to fully implement the protocol layers of LTE, providing a complete network performance verification and allowing researchers to modify the protocols. In this thesis, we use LTE-Sim to study the effeteness of different packet scheduling algorithms including the Proportional Fairness (PF), Maximum Largest Weighted Delay First (M-LWDF) and Exponential Proportional Fairness (Exponential Proportional Fairness, EXP / PF). From the simulation results, we provide a fair comparison of Quality of Service (QoS) metrics such as throughput, packet delay and packet loss rate with different packet scheduling algorithms in the LTE-Sim platform. By the analyses and solutions investigated in this work, we hope to thoroughly provide an in depth view about the design and implementation of the beyond 4G mobile communication system.

    Keywords — LTE, LTE-Sim simulator.

    目 錄 中文摘要 i 英文摘要 ii 誌  謝 iii 圖 目 錄 vii 表 目 錄 ix 第一章  緒論 1 1.1 研究動機與背景 1 1.2 研究目的 2 1.3 文獻探討 2 1.4 論文架構 3 第二章  相關知識介紹 4 2.1 LTE長程演進技術概述 4 2.2 LTE通訊協定堆疊 9 2.3 資源塊(Resource Block,RB) 12 2.4 LTE系統媒體存取控制層架構 13 第三章  本論文研究與探討 15 3.1 研究動機與目的 15 3.2 模擬器分析與比較 15 3.3 LTE系統軟體設計介紹 17 3.4 操作說明及使用方法 21 3.5 基本演算法介紹 23 3.5.1 比列公平(Proportional Fairness,PF)演算法 23 3.5.2最大延遲優先(Maximum Largest Weighted Delay First,M-LWDF)演算法 25 3.5.3指數型比列公平(Exponential Proportional Fairness,EXP/PF)演算法 26 第四章  數值分析與模擬結果 27 4.1 模擬環境與參數設定 27 4.2 模擬結果與討論 27 圖4-1顯示出視頻串流的延遲,可以看得出 27 圖4-3顯示出視頻串流的吞吐量,只要用戶數量持續增加,整個排程 29 圖4-4顯示出網路電話的延遲, 30 圖4-4、VoIP的延遲 30 圖4-5、VoIP的封包遺失率 31 圖4-6顯示出網路電話的吞吐量,隨著用戶數量的增加,VoIP的流量呈指數性增長,對於所有排程演算法都是相同的。 31 圖4-6、VoIP的吞吐量 31 第五章  結論 32 參 考 文 獻 33 自 傳 35

    參 考 文 獻

    [1] Dr. Mirosław Słomiński, Dr. Sławomir Pietrzyk, “Modeling and Simulation of Scheduling Algorithms in LTE Networks, ” Bachelor of Science, Electrical and Computer Engineering the Institute of Telecommunications Faculty of Electronics, Warsaw university of technology, Warsaw, 2012.
    [2] FDD與TDD技術區別
       https://community.htc.com/tw/chat.php?mod=viewthread&tid=6029
    [3] 多輸入多輸出無線技術https://zh.wikipedia.org/wiki/MIMO
    [4] F. Capozzi, G. Piro, L. A. Grieco, G. Boggia; P. Camarda, “Downlink Packet Scheduling in LTE Cellular Networks: Key Design Issues and a Survey, ” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 15, pp. 678-700, 2012.
    [5] 3GPP TS 36.300, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) Network architecture; Overall description; Stage 2, V11.3.0 (Release 11), November 2012.
    [6] Ying Li, Fei Yu, Shu-lei Zheng, Chun-lei Yang, “LTE System Level Simulation with Matlab,” IEEE, pp. 1-4, 2011.
    [7] Amari LTE-100模擬器http://www.envinex.com.tw/products_amarisoft.html
    [8] Giuseppe Piro, Luigi Alfredo Grieco, Gennaro Boggia, Francesco Capozzi, Pietro Camarda, “Simulating LTE Cellular Systems: an Open Source Framework,” IEEE, vol. 60, pp. 498-513, 2010.
    [9] 林裕捷, “LTE 下鏈路非連續接收機制中支援服務品質資源分配演算法,” 碩士, 電信工程研究所, 國立交通大學, 新竹市,2013.
    [10] Mohammed Mahfoudi, Moulhime El Bekkali, Said Mazer, Mohamed El Ghazi, Abdellah Najid, “LTE network capacity analysis to avoid congestion for real time traffic, ” IEEE, pp. 1-5,2014.
    [11] 聲音與IP封包之轉換http://www.cs.nccu.edu.tw/~lien/Writing/NGN/voicepacket.htm

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