万方数据
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波上数据流的聚合是在ＭＡＣ层完成的。其中，每个载波都是独立设计的，维持每个载波原来的物理层结构，包括特殊载波的位置，链路自适应和ＨＡＲＱ等，具体ＭＡＣ层一物理层接口如图１所示。
图１系统ＭＡＣ层一物理层接口模型
图１所描述的系统ＭＡＣ层一物理层接口模型主要考虑了与ｍ系统的后向兼容性，在链路自适应和ＨＡＲＱ方面也体现｝ｎ了很好的性能，但是频谱效率和调度增益都没有得到很好的实现。该模型可以看作是相同链路的聚合并且每个载波的开销相同，总的开销是一个载波开销的Ｎ倍，Ｎ是载波的个数。
２调度结构
载波聚合技术可以将多个载波联合起来使用，同时也能将用户在多个载波上进行调度。好的调度算法可以有效地提高系统吞吐量，减少传输时延。多载波调度问题既是载波聚合技术在ＬＴＥ—Ａｄｖａｎｃｅｄ系统应用的一个挑战也是提高系统性能的关键。
２．１独立载波调度
作为比较载波聚合后系统的性能增益，首先介绍一下聚合前两个独立载波的资源调度，单个载波独立分配资源，在每一个独立的载波上各有一个调度器，调度器根据用户的优先级给载波上的用户分配可用的资源，用户ｉ在第ｊ｝个ＲＢ上的优先级采用高通提出的正比公平算法【３计算：
ｐ—ｒｋ，，（ｒ）
‘一丽其中，ｍ（ｔ）是在时刻ｔ用户ｊ在ＲＢｋ上的瞬时速率，Ｒｊ（ｆ）是用户ｊ在时间Ｅ内的平均服务速率，由式（２）来计算：
扈（…）＿（１一净（ｆ）＋虿１，：（ｆ）（２）在独立载波情况下，用户在载波之间都是独立的，没有任何的信息交互，这样多用户间的分集增益将会大大降低。
２．２联合队列调度
载波聚合技术实现最重要的部分就是调度器的设计。在这里，我们采用联合队列的调度结构，联合队列调度只有一个调度器。假定基站端有一个联合队列调度器，也就是Ｌ个载波上的数据共用相同的队列，所有载波共享一个资源调度器，它直接把进入系统的用户分配到Ｌ个独立载波的资源块上，具体的实现过程如图２所示。
图２联合队列调度模型
在聚合的载波上，调度器根据用户的优先级给载波上的用户分配可用的资源，用户ｊ在第Ｊ｝个ＲＢ上的优先级由式（３）计算：
只＝卷（３）其中，ｒｕ（ｔ）是在时刻ｔ用户ｉ在ＲＢＪ｝上的瞬时速率，Ｒｉ．蚶（ｆ）是用户ｊ在时间耳内所有载波上的平均服务速率，由式（４）计算：
真州（ｆ＋１）－（１一ｊＩ：）－；州（ｆ）＋毒（蹦ｆ）＋．．咄“ｆ））（４）
其中Ｒ，（ｆ），…，Ｒ江（ｆ）分别是时刻ｔ用户ｊ在Ｌ个载
万方数据
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３．３Ｆｕｌｌｂｕｆｆｅｒ业务负载不均衡情况下的系统豢畦量增益
本节我们对比载波聚合下的联合队列调度和两个５Ｍ带宽的独立载波调度在负载不均衡隋况下的系统孬吐量增益。仿妻中假定每个扇嚣１０个焉声，其中独立载波情况下两个载波上的用户数分别有：５＋５、３＋７、ｌ＋９这三种不同组会。以上所述场景下平均康区吞吐量和小医边缘（５％）的用户的吞吐量性能觅图４。
图４ＦｕｌｌＢｕｆｆｅｒ监务各种雳户缝合下吞吐量性能
可以看到，在载波负载不均衡的情况下。载波聚合技术明显撼提高了乎均南区吞畦量秘边缘小区用户的吞吐量，并且当各载波上用户分布越不均衡载波聚合带来的增益就会越大。这对实际的通信系统（大部分的数据业务并不是满玖梦｜ｌ的）有重要的研究意义。然而最明显的增益提高体现在用户间的公平性上，也就是说载波聚合技术给小区边缘用户的吞吐量带来了照大的增益。从图中看如，随着载波间用户数的平衡，小区边缘用户的吞吐摄逐渐提高，而在载波聚合情况下，小区边缘瘸户的吞吐量达到最大，这主要是因为载波聚合技术可以动态地平衡各载波上的负载，避免了单个载波出现拥塞的现象，自然丽然地提高了溺户闻的公平性，进耨提高了边缘小区用户的吞吐量。
３。４Ｂｕｒｓｔｙ韭务情况下的系统性能增益
本节我们分析载波聚合和独立载波在Ｂｕｒｓｔｙ业务下的性能增益。在评估中我们引入另一个性能指标来比较载波聚合与独立载波的性能，即包速率拳包大小／包时延，其中包时延为包进入系统到包成功传完的时间。
Ｂｕｒｓｔｙ韭务模登可敬看佟排队论模型的Ｍ／Ｇ／ｌ模型。我们定义包到达率和服务率分别为Ａ和肛，在两个独立载波时，系统模黧可以看俘是两个独立Ｍ／Ｇ／ｌ模型，而载波聚合后，用户数变为单个载波时的两倍，这样就得到另一个Ｍ／Ｇ／１模型，对应到达率秘隈务率分裂为２天魏２ｉｔ。耱羹：于独立载波系统而言处理时间减小为原来的一半，队长与单载波时是一样的，所以总的逗罂时间为：．。一１勘≈
。州刮肭＋“ｗ撕２ｉ＋赢（５）
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其巾瑰鸯雹服务时闻的方差，当服务速率变为两倍时，ｍ２将变为原来的１／４。通过公式我们可以看出，载波聚合使总的滞留时间变为独立载波时的ｌ恐，在同样的包大小下，平均包速率将为独立载波时２倍。我们仿真了扇区用户数分别为ｌ，２，４，８，１６，３２，６４懿情况，匿４绘出了平均包速率跟扇区用户数的性能曲线。
从图５可以看出，当扇区负载较低的时候，载波聚合使包的平均速率变为独赢载波传输时的两倍，这跟前面排队论的理论分析基本吻合。但是随着扇嚣负载的增加，酞剃孛堆积的包会越来越多，每令耀
图５Ｂｕｒｓｔｙ业务不同用户数下平均包速率的性能
（下转第７３页）万方数据
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LTE-Advanced系统中载波聚合技术的性能研究
作者：程顺川， 郑瑞明， 张欣， 杨大成， Cheng Shunchuan， Zheng Ruiming， Zhang Xin，Yang Dacheng
作者单位：北京邮电大学信息与通信工程学院
刊名：
现代电信科技
英文刊名：MODERN SCIENCE & TECHNOLOGY OF TELECOMMUNICATIONS
年，卷(期)：2009，39(4)
被引用次数：0次
参考文献(6条)
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#54b 2008
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2006(09)
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下载时间：2010年8月1日