Performance Analysis of a Resource Allocation Scheme for LTE

Abstract

In this thesis, we proposed an Intelligent Proportional Fair (IPF) scheduling algorithm for the Long Term Evolution (LTE) downlink system with multimedia traffic. The IPF algorithm is designed with aims to improve fairness, and providing acceptable system throughput. It is split into two parts, a Fuzzy-based Priority Determination (FPD) scheme and a Proportional Fair (PF) scheme. Considering Channel State Information (CSI), Quality of Service (QoS) Fulfillment Information (QFI), and service type, the FPD intelligently determines a priority value for each mobile user. The PF algorithm has been extended to compute the priority levels of active users and assigns the radio resources (Time and Frequency) based on the FPD priority value to guarantee the fairness as well as system’s throughput while allocating sufficient radio resource to the high priority users. The obtained results illustrate that compared to basic PF, the proposed IPF algorithm shows improvement in fairness as well as acceptable progress in system’s throughput. Keywords: LTE, Downlink, Resource Allocation, Scheduling, Proportional Fair, Fuzzy-based Priority Determination, Intelligent Proportional Fair.

Öz: Bu tezde, Uzun Süreli Evrim (LTE) downlink sistemi için, multimedya trafiği ile bir Akıllı Orantılı Adaletli (IPF) zamanlama algoritması önerilmiştir. IPF algoritması, kabul edilebilir sistem verimi sağlayarak, adaleti iyileştirmek amacı için tasarlanmıştır. IPF algoritması Bulanık- tabanlı Öncelik Belirleme (FPD) şeması ve Orantılı Adaletli (PF) düzeni olarak iki parçadan oluşmaktadır. Kanal Durum Bilgisi (CSI), Yerinegetirilmesi gereken Hizmet Kalitesi Bilgileri (QFI) ve servis tipi göz önüne alındığında, FPD akıllıca her mobil kullanıcısı için bir öncelik değerini belirler. PF algoritması aktif kullanıcıların öncelik düzeylerini hesaplamak için genişletilmiş olup, yüksek öncelikli kullanıcılar için ise yeterli radyo kaynaklarını (Zaman ve Frekans), FPD öncelik değerlerine göre adil bir şekilde tahsis ederken sistemin verimliliğini de garanti etmiş olur. Elde edilen sonuçlar, geleneksel PF ile karşılaştırıldığında, öneriler IPF algoritması ile sistemin adaletinin iyileşmesinin yanı sıra, sistemin verimliliğinde de kabul edilebilir yükselme görülmektedir. Anahtar Kelimeler: Uzun Süreli Evrim (LTE), Aşağı bağlantı, Kaynak Tahsisi, Planlama, Orantılı Adaletli, Bulanık merkezli Öncelik Belirleme, Akıllı Orantılı Adaletli