科技部計畫(2016-2017)

 

計劃名稱:在LTE行動通訊網路上藉由ARQ Status Reports來動態分配RB: Linux平台的設計與實作

中文計畫摘要:
在LTE (Long-Term Evolution) 的4G行動通訊網路中,傳統的AMC (Adaptive Modulation and Coding)在配置OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) Frame的 RB (Resource Blocks)時有其侷限性; 亦即eNodeB (LTE Base-station)只會根據個別UE (User Equipment)所回報的SNR (Signal Noise Ratio)/CQI (Channel Quality Indicator)的對應表來計算RB的大小,此一傳統AMC配置方式因為沒有考慮: (1) eNodeB到UE端的Noise/Interference 所產生的BER (Bit Error Rate),與(2) UE在單位時間內所能處理的實際資料量,此一傳統RB配置方式會造成eNodeB分配過多的RB給單一UE。為了更有效的分配RB,本計畫提出一個動態RB配置機制 (DRA),個別UE使用ARQ (Automatically Repeated reQuest) Status Report (ASR)來通知eNodeB哪些傳送的封包因為Noise/Interference而發生錯誤,eNodeB會根據ASR內的序列號碼計算出各個UEs在單位時間內所能處理的實際資料量,藉此重新調整各UEs所需要的RB大小以節省不必要的頻寬浪費。另外,在RB排程上,我們考慮三種不同型態的多媒體資料流(Audio、Video、Data), 此三類資料流具有不同的傳送優先權,我們的機制會動態更改傳統AMC所選定的調變技術,其目的是實質提升一個OFDMA Frame的使用率,此外,為了避免最低優先權的資料流(Data)發生Starvation,我們設定傳送Audio與Video Traffic的上限。

本計畫總共分為兩年,第一年我們將在LTE行動通訊網路上提出一個全新的動態RB分配機制,本機制會透過UE回傳的ARQ Status Report來估算每個UE端在單位時間內的實際資料處理量,根據此一計算可以節省不必要的OFDMA Frame的頻寬浪費。在第二年,本計畫將安裝目前LTE的Open Source Codes: OAI (Open Air Interface),採購RF模組與MIMO天線,並使用Linux個人電腦模擬eNodeB基地台,撰寫C/C++程式以實作完成此一動態RB分配機制的所有相關模組,在OAI與Linux平台實作完成後,我們將實際量測整體系統的RB使用率(Utilization),不同資料流的被阻斷上線率(Blocking Rate)與整體OFDMA Frame的頻寬節省百分比(Bandwidth Saving Ratio),用以驗證本計畫所提出的動態RB分配機制所具有的優越性。


關鍵字 :LTE、OFDMA、AMC、RB、ARQ、Blocking Rate。