عنـــوان صفحهفهرست مطالب..... هشتفهرست اشکال... یازدهچکیده........ 11 فصل اول : مقدمه21-1مقدمه21-2مشخصههای اساسی LTE31-3چالشههای موجود و اهداف پایاننامه41-3-1..... دو هدف مهم این پایان نامه51-4ساختار پایاننامه52 فصل دوم : معرفی LTE62-1مقدمه62-2بررسی کلی ساختار شبکه LTE62-2-1......... بخش هسته شبکه72-2-2....... بخش E-UTRAN82-3ساختار فریم92-3-1 FDD92-3-2 TDD102-3-3........ ساختار بلوک منبع122-4لایهی فیزیکی122-4-1......................................................................................... روش دسترسی OFDMA132-4-2...................................................................................... روش دسترسی SC-FDMA142-5کیفیت سرویس و کلاس‌های سرویس در LTE152-5-1.............................................................................................................. مدل حامل152-5-2 QCI172-5-3 ARP182-6مدل ترافیکی182-6-1..................................... مدل ترافیکی ارسال صدا از طریق اینترنت182-6-2....................................................................................... مدل ترافیکی صفحات192-6-3....................................................................................... مدل ترافیکی ویدئو203 فصل سوم زمانبندی در شبکههای LTE213-1مقدمه213-2روش های زمانبندی در زیرلایهی MAC شبکههایLTE در جهت فروسو223-3استراتژیهای زمانبندی برای شبکههای LTE در جهت فروسو233-3-1...................................................................... استراتژی ناآگاه از کانال243-3-2.................... استراتژی آگاه از کانال/ناآگاه از کیفیت سرویس273-3-3........................... استراتژی آگاه ازکانال /آگاه ازکیفیت سرویس303-4الگوریتمهای مورد استفاده در مقایسه333-4-1................................................................. الگوریتم زمانبندی در دوسطح343-4-2.......................................................................................... الگوریتم M-EDF-PF373-4-3................................................................................................ الگوریتم FBAQ384 فصل چهارم الگوریتم پیشنهادی و شبیهسازی444-1مقدمه444-2بیان الگوریتم پیشنهادی برای تخصیص منابع454-3مقدمات و ملزومات الگوریتم454-4نوآوری های انجام شده464-5پیشنیازهای الگوریتم474-6شرح الگوریتم پیشنهادی504-6-1........................... تقسیم بندی کاربران بر اساس سرعت حرکت آنها514-6-2............... محاسبهی نرخ ارسال داده کاربران تا ایستگاه مبنا514-6-3................................................................................ محاسبهی اولویت هر صف544-6-4.......................................................................................... ساختار جدید فریم564-6-5محاسبه و تخصیص بلوک منابع مورد نیاز هر صف با توجه به تامین نیاز کیفیت سرویس کاربر574-7شبیهسازی و نتایج624-7-1................................ نحوهی محاسبهی مقادیر محور افقی نمودارها624-7-2............................................................................. ترافیک اعمالی به شبکه654-8بررسی نتایج حاصل از شبیهسازی665 فصل پنجم نتیجهگیری و پیشنهادها715-1خلاصه715-1-1........................................................................ روشهای تخصیص بلوک منابع725-2پیشنهادها73منابع و مآخذ75 فهرست اشکالعنـــوان صفحهشکل 2‑1 ساختار شبکهی LTE7شکل 2‑2 ساختار E-UTRAN9شکل2‑3 ساختار فریم در حالت FDD9شکل2‑4 ساختار فریم در حالتTDD11شکل2‑5 ساختار یک بلوک منبع12شکل2‑6 مثالی از نحوهی تخصیص بلوک منابع در حالت چندگانگی فرکانسی14شکل2‑7 حامل و پارامترهای کیفیت سرویس اختصاص یافته15شکل2‑8مدل ترافیکی ارسال صدا از طریق اینترنت18شکل2‑9 مدل ترافیکی صفحات اینترنت19شکل2‑10 مدل ترافیکی ویدئو20شکل 3‑1بلوک منابع و بازههای زمانی ارسال22شکل3‑2 ساختار مصور الگوریتمTLS34شکل 3‑3 نحوهی تخصیص بلوک منبع در الگوریتم FBAQ42شکل4‑1 ساختار گستردهی فریم48شکل4‑2 محور زمان در ساختار51شکل4‑3بازههای ارسال سیگنال به نویز به ایستگاه مبنا53شکل4‑4 مدل سیستم درنظرگرفته شده54شکل4‑5 شبهکد مربوط به تعیین اولویت هر صف56شکل4‑6 یک زیر فریم از ساختار جدید فریم در جهت فراسو57شکل4‑7 شبه کد مربوط به تخصیص بلوک منبع برای بیتهای ضروری60شکل4‑12 تاخیر بستههای وب نسبت به بیشینه تاخیر68چکیدهبا رشد سریع کاربران اینترنت و سرویسهای بلادرنگ نظیر صدا و تصویر و نیاز به برآورده کردن کیفیت سرویس مورد نیاز کاربران از نسل بعدی شبکههای سلولی انتظار میرود که دسترسی در همه نقاط را برای کاربران موبایل فراهم کند. LTEیک 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[1] در جهت [2]استفاده میکند. دسترسی مالتی پلکس فرکانس عمود بر هم کل پهنای باند را به چندین زیرکانال با باند باریک تقسیم میکند و به کاربران براساس نیازهایشان این زیرحاملها را تخصیص میدهد. یکی از ویژگیهای اصلی LTEاستفاده 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 شدهاند. زمانبندی[3]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 سرویسبلادرنگ 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 (حداکثر30 کیلومتر بر ساعت) توجه شده است. در صورتی که این مهم میباشد که الگوریتم به گونهای 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 دهندهی 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 بلادرنگاولین شبکههای مخابراتی سلولی موسوم به G1 در اوایل سال 1980 معرفی شدند. این نسل از مخابرات سلولی از مدولاسیون آنالوگ استفاده میکرد. در اوایل سال 1990 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 2000 میلادی معرفی شد. نسل سوم افزایش سرعت اطلاعات را به همراه داشت. مهمترین اسم تجاری برای نسل سوم، (UMTS)[5] نام دارد. بعدها نسل 5/3 شبکههای 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.