【摘要】：隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步,特別是移動(dòng)通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)于移動(dòng)通信的需求也日益提高,尤其在通信的網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力、服務(wù)質(zhì)量以及大容量的數(shù)據(jù)傳輸需求等方面。為了實(shí)現(xiàn)更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,移動(dòng)通信技術(shù)不斷地進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn),在第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5th Generation,5G)中引入新技術(shù)并進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化研究,以應(yīng)對(duì)各種各樣移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的極大挑戰(zhàn)和要求。控制平面/用戶平面分離(Control Plane/User Plane Separation,C/U)技術(shù)作為5G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過控制平面與用戶平面的分離,從而實(shí)現(xiàn)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中同頻干擾的消除和用戶移動(dòng)性的提升。然而,對(duì)于基于C/U分離的5G蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),宏基站故障即控制平面功能的缺失,是影響其系統(tǒng)性能的重要方面。其解決方法是通過重新選擇宏基站或引入新基站進(jìn)而重新建立控制平面連接,在合理的系統(tǒng)負(fù)載與發(fā)射功率前提下,以保證用戶的控制平面正常傳輸并優(yōu)化核心網(wǎng)的信令負(fù)載。此外,在宏基站中引入大規(guī)模多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù),通過增加數(shù)十上百的天線,可大大提高系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。本論文基于5G蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、C/U分離技術(shù)以及大規(guī)模MIMO技術(shù),針對(duì)蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的中心宏基站故障的問題,分析用戶的移動(dòng)切換特性和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡情況,提出有效的核心網(wǎng)信令負(fù)載優(yōu)化的相鄰宏基站選擇方案。通過移動(dòng)切換、業(yè)務(wù)分析、發(fā)射功率控制以及負(fù)載均衡指數(shù)約束來降低核心網(wǎng)切換信令負(fù)載、均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載量,從而提高系統(tǒng)總體性能。首先,在基于C/U分離的5G蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,針對(duì)中心宏基站故障問題,提出了核心網(wǎng)信令負(fù)載優(yōu)化的相鄰宏基站選擇方案。在中心宏基站故障的情況下,其覆蓋區(qū)域內(nèi)所有用戶的控制平面?zhèn)鬏敱黄戎袛?以小基站為單位重新選擇相鄰宏基站建立控制平面連接。針對(duì)選擇過程進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)用戶的移動(dòng)切換特性對(duì)故障宏基站下小基站的移動(dòng)交叉率和小基站間的平均切換率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并將相鄰宏基站在發(fā)射功率與覆蓋補(bǔ)償?shù)募s束下進(jìn)行覆蓋范圍擴(kuò)增,形成小基站對(duì)于相鄰宏基站的選擇分析�；谝陨戏治�,在相鄰宏基站間負(fù)載均衡指數(shù)與二元決策變量性質(zhì)的約束條件下,給出最小化核心網(wǎng)信令負(fù)載的小基站部署及單位時(shí)間系統(tǒng)宏基站總處理切換次數(shù)的統(tǒng)計(jì)方案。仿真結(jié)果表明,相較于傳統(tǒng)方案,本方案可以有效降低核心網(wǎng)信令負(fù)載,提升網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡性,進(jìn)而提高系統(tǒng)性能。其次,在相鄰宏基站選擇優(yōu)化的基礎(chǔ)上,引入宏基站的大規(guī)模MIMO技術(shù),改進(jìn)性的提出了以信號(hào)干擾噪聲比(signal to interference plus noise ratio,SINR)性能為目標(biāo)的相鄰宏基站選擇方案。基于系統(tǒng)中導(dǎo)頻傳輸進(jìn)行分析,通過SINR衡量系統(tǒng)導(dǎo)頻污染情況。將故障宏基站的相鄰宏基站進(jìn)行覆蓋半徑擴(kuò)展,考慮到系統(tǒng)中導(dǎo)頻污染與SINR性能之間的關(guān)系,分析了提出方案一與提出方案二中不同擴(kuò)展的覆蓋半徑與同導(dǎo)頻用戶的位置區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)SINR的影響情況,進(jìn)而得出以SINR性能為目標(biāo)的相鄰宏基站選擇方案。仿真結(jié)果表明,提出方案二能夠有效地提升系統(tǒng)SINR性能,并且增加系統(tǒng)中宏基站總處理切換率占比情況,進(jìn)而減少了核心網(wǎng)上切換所致的信令負(fù)載量,更好的提高了系統(tǒng)性能。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉英男;蔣偉;任術(shù)波;梁慶林;;時(shí)間-頻率雙選擇性衰落信道的最小二乘估計(jì)方法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2008年09期

本文編號(hào)：2713943