شکل۲‑۴ ساختار فریم در حالتTDD 11
شکل۲‑۵ ساختار یک بلوک منبع ۱۲
شکل۲‑۶ مثالی از نحوه تخصیص بلوک منابع در حالت چندگانگی فرکانسی ۱۴
شکل۲‑۷ حامل و پارامترهای کیفیت سرویس اختصاص یافته ۱۵
شکل۲‑۸ مدل ترافیکی ارسال صدا از طریق اینترنت ۱۸
شکل۲‑۹ مدل ترافیکی صفحات اینترنت ۱۹
شکل۲‑۱۰ مدل ترافیکی ویدئو ۲۰
شکل ۳‑۱بلوک منابع و بازههای زمانی ارسال ۲۲
شکل۳‑۲ ساختار مصور الگوریتمTLS 34
شکل ۳‑۳ نحوه تخصیص بلوک منبع در الگوریتم FBAQ 42
شکل۴‑۱ ساختار گستردهی فریم ۴۸
شکل۴‑۲ محور زمان در ساختار ۵۱
شکل۴‑۳بازههای ارسال سیگنال به نویز به ایستگاه مبنا ۵۳
شکل۴‑۴ مدل سیستم درنظرگرفته شده ۵۴
شکل۴‑۵ شبهکد مربوط به تعیین اولویت هر صف ۵۶
شکل۴‑۶ یک زیر فریم از ساختار جدید فریم در جهت فراسو ۵۷
شکل۴‑۷ شبه کد مربوط به تخصیص بلوک منبع برای بیتهای ضروری ۶۰
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
شکل۴‑۱۲ تاخیر بستههای وب نسبت به بیشینه تاخیر ۶۸
چکیده
با رشد سریع کاربران اینترنت و سرویسهای بلادرنگ نظیر صدا و تصویر و نیاز به برآورده کردن کیفیت سرویس مورد نیاز کاربران از نسل بعدی شبکه های سلولی انتظار میرود که دسترسی در همه نقاط را برای کاربران موبایل فراهم کند. LTE یک تکنولوژی دسترسی رادیویی جدید میباشد که به منظور یک حرکت به سمت نسل بعدی سیستمهای بیسیم پیشنهاد شده است. از دسترسی چندگانه تقسیم فرکانسی عمود بر هم[۱] در جهت [۲]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 زیرحاملها را تخصیص میدهد. یکی از ویژگیهای اصلی LTE استفاده از روشهای 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، الگوریتمهای زمانبندی برای رفع نیازهای کاربران، طراحی شده اند. زمانبندی[۳] در شبکههایLTE مسئول توزیع منابع میان کاربران فعال به منظور فراهم آوردن کیفیت سرویس مورد نیاز میباشد.در این الگوریتمها، معمولا کاربرد سرویسهای بلادرنگ ودر بعضی دیگر از الگوریتمها 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 توجهای نشده و فقط برای گروه کاربران با سرعت های حرکت پایین (حداکثر۳۰ کیلومتر بر ساعت) توجه شده است. در صورتی که این مهم میباشد که الگوریتم به گونه ای عمل کند که با افزایش سرعت،کیفیت سرویس کاربر به مخاطره نیفتد. در این پایان نامه 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 سرعتهای پایین در مقایسه با سایر الگوریتمهاعملکرد بهتری داشته باشد. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم های موجود نشان دهنده 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، زمانبندی، مدیریت منابع رادیویی، کیفیت سرویس، OFDMA، سرویسهای بلادرنگ و غیر بلادرنگ
فصل اول
: مقدمه
مقدمه
اولین شبکه های مخابراتی سلولی موسوم به G1 در اوایل سال ۱۹۸۰ معرفی شدند. این نسل از مخابرات سلولی از مدولاسیون آنالوگ استفاده میکرد. در اوایل سال ۱۹۹۰ نسل دوم مخابرات سلولی معرفی شدند. این نسل، اولین نسلی بود که از تکنیکهای مخابرات دیجیتال استفاده میکرد. اولین سیستم تجاری نسل دوم با نام (GSM)[4] گسترش یافت. پس از چندی نسل سوم بعد از سال ۲۰۰۰ میلادی معرفی شد. نسل سوم افزایش سرعت اطلاعات را به همراه داشت. مهمترین اسم تجاری برای نسل سوم، (UMTS)[5] نام دارد. بعدها نسل ۵/۳ شبکه های سلولی تحت عنوان(HSPA)[6]مطرح گردید ولی برای استفادهی بهینه از باند فرکانسی و نرخ ارسال بالای داده، به سمت نسلهای بعدی موبایل یعنی (LTE)[7]و(LTE-Advance)[8] گام برداشته شد.
اولین سیستم تجاری LTE در دو کشور ناحیهی اسکاندیناوی، به نامهای نروژ و بلژیک در دسامبر سال ۲۰۰۹ توسط اپراتور TeliaSonera پیادهسازی شد. این کار به کمک قطعات سختافزاری که توسط ۳ شرکت بزرگ سامسونگ، اریکسون و هوآوی ساخته شده بود، انجام گرفت. در فوریه سال ۲۰۱۰ اپراتور EMT در کشور استونی تست LTE را انجام داد. سیستم مشابهی در جولای همان سال در کشور ازبکستان در شهر تاشکند توسط اپراتور MTS اجرا گردید. در آگوست همان سال اپراتور LMT سیستم LTE را به صورت آزمایشی در نیمی از کشور لتونی پیادهسازی نمود. در ۵ دسامبر ۲۰۱۰ اپراتور Verizon بزرگترین شبکه تجاری LTE را در آمریکای شمالی پیادهسازی نمود. در سال ۲۰۱۱ اپراتورهای سعودی اعلام کردند که تا سال ۲۰۱۳ به کاربران خود خدمات شبکه LTE را ارائه خواهند داد. این روند همچنان ادامه یافتهاست بهصورتی که تاکنون در کشورهایی نظیر آمریکا، برزیل، فیلیپین، عمان، استرالیا، رومانی، هلند و… شبکه LTE راه اندازی شده است. طبق آمار تا سال ۲۰۱۲حدود ۵ میلیاردکاربر مخابرات سلولی اعم از سیستمهای دسترسی چندگانه تقسیم کد پهن باند[۹]، GSM، HSPA وLTE در دنیا وجود داشته اند که سهم کاربران شبکه LTE برابر ۹۰.۵ میلیون کاربر بوده است. با توجه به اینکه نسل سوم تقریبا جوابگوی نیاز کاربران بوده ولی به دلایل زیر نسل چهارم بوجود آمده و نسل سوم به نسل چهارم تغییر یافته است]۱[:
بهبود نرخ داده
بهبود بهرهی طیفی
کاهش توان مصرفی ترمینال
افزایش نرخ داده در لبههای سلول
کاهش تاخیر در ارسال و پایهگذاری یک اتصال
کاهش هزینهها
مشخصههای اساسی LTE
با توجه به افزایش کاربران استفاده کننده از شبکه LTE ، محققان و مراکز صنعتی در تلاش برای یافتن
راه حلهای جدید و ابتکاری به منظور تجزیه و تحلیل و بهبود عملکردشبکههایLTE میباشند. همانطور که بیان گردید هدف از طراحی شبکهی LTE فراهم آوردن نرخ بالای اطلاعات، کاهش تاخیر و مهیا نمودن کارایی طیف بالا میباشد. برای رسیدن به این اهداف مدیریت منابع رادیویی، از عملکردهای لایهی فیزیکی و زیرلایهی کنترل دسترسی[۱۰] استفاده می کند. از جمله این عملکردها میتوان به، اشتراک گذاشتن منابع، گزارش نشاندهنده کیفیت کانال[۱۱] و روش AMC[12] اشاره نمود. در حقیقت استفادهی موثر از منابع رادیویی برای نایل آمدن به اهداف عملکرد سیستم و راضی کردن نیازهای کاربر مطابق با کیفیت سرویسشان مهم میباشد. به صورت خلاصه مشخصات شبکه LTE در جدول۱-۱ آمده است]۲[:
جدول ۱‑۱ اهداف طراحی شبکه LTE
ویژگی مشخصه
مشخصات
فروسو:۱۰۰مگا بیت بر ثانیه، فراسو:۵۰ مگا بیت بر ثانیه
حداکثر نرخ اطلاعات
۲تا ۴ برابر سیستمهای نسل سوم
کارایی پهنای باند
