LTE小基站超密集组网系统同步算法设计与实现

发布时间：2020-04-21 03:38

【摘要】：从第五代移动通信(5G)概念提出至今,5G已经处于实质性的实验阶段,其中所引入关键技术如大规模MIMO、毫米波、多载波技术也成为业界关注焦点。5G时代是移动数据流量爆发增长的时期,可为系统吞吐量提升及用户海量设备接入提供技术支撑。为应对流量快速增长的需求,IMT-2020提出了超密集部署Small Cell的方案。但是随着小区内Small Cell的不断增多,超密集部署方案需要结合干扰协调与小区协作等技术以实现最大化提升网络的吞吐量的目标。Small Cell的网络同步是上述技术实现的基本条件之一,所以密集小区内的网络同步是首先要解决的重要问题。本文首先介绍传统2G、3G及4G中的网络同步技术,分析其场景优势及应用在超密集网络场景下的限制。3GPP组织针对室内场景提出了空口监听的方案,Small Cell可通过宏站公共信道的下行信号监听进行自身的同步,因此本文详细阐述在LTE中用于同步的信号PSS,并对CRS信号的频率同步进行理论分析,随后详细介绍空口监听的同步技术方案。针对上述的空口监听的同步技术,考虑应用在超密集网络场景下采用多跳方式的不足之处,本文提出基于空口的Small Cell分簇同步的算法,通过分簇将网络同步划分为两个同步过程,簇内同步过程和簇间同步过程。簇内同步时将同步误差低的宏站节点作为簇首,簇内节点监听的同步源依据邻区的同步等级,然后监听同步源下行PSS和CRS信号获取时间和频率上的同步,簇内网络采用多跳的方式使所有Small Cells节点满足基本的同步需求,簇间的同步过程通过合理设置MBSFN子帧来降低簇间同步的干扰,提升同步信号的检测准确度。仿真表明本算法可保证簇内多个节点达到同步精度要求,比传统的空口同步过程相比提升至少6-10us。由于Small Cell监听路径信道状况发生变化引起同步误差的变化,导致无法做到同步路径的优化,所以本文提出了基于UE辅助的Small Cell同步更新算法,使用簇同步控制器作为一个簇的控制中心,通过收集UE测量所得的参数来计算得到每一个Small Cell同步路径的权值,当权值增大或减少时根据提出的簇内同步路径更新算法取得同步的最优路径。仿真表明随着监听路径信道的变化,使用本算法可以保证簇内的节点的同步误差仍能保持在可接受范围内。最后,本文设计了一种用于SDN控制器和LTE小基站之间的通信控制协议OPENSC,实现SDN控制器对小基站的参数控制、资源获取和基站同步的控制,在同步控制模块中设计了同步控制具体策略,通过协议的测试界面验证了协议的可用性,与传统同步控制方法的性能对比证明了所提出的策略对UE速率提升的优越性。
【图文】：

u=25相关检测获得粗同步时间误差

u=29相关检测获得粗同步时间误差
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

【参考文献】

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1 吴承治;;浅析TD-LTE系统网络时间同步[J];现代传输;2014年06期

2 岳宇君;刘解放;刘从新;曾维鲁;;基于分簇的无线传感器网络时间同步算法[J];计算机测量与控制;2008年03期

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本文编号：2635316