LTE-A异构网络中无线资源的优化

发布时间：2020-05-12 05:43

【摘要】：随着通信技术的发展以及业务种类的增加,人们对数据速率的需求呈指数型增长,传统的单层网络结构已经无法满足业务流量方面的需求,先进长期演进技术(Long Term Evolution-Advanced,LTE-A)引入的异构网络技术能够有效降低网络的建设与维护成本,提升了系统的频谱效率。但随着LTE-A异构网络中基站与用户数量的增加,宏基站(Macro Base Station,MBS)与小基站(Small Base Station,SBS)之间存在的复杂干扰降低了用户的通信质量,而且基站的密集部署使系统的功率消耗不断增加。在LTE-A异构网络的背景下,针对目前网络中存在的主要问题,提出了相应的优化策略,其主要内容如下:针对LTE-A异构网络中由于小基站数量的增加导致系统中功率消耗呈大规模增长这一问题,提出了一种基于分簇的休眠优化策略。在该优化策略中,首先,利用分簇算法对系统中的小基站进行分簇,使干扰较大的小基站能够分至相同的簇内。然后,对每个簇内的小基站建立了关于用户满意度和功率消耗的最优化问题,并利用休眠算法确定网络中小基站的工作状态。该优化策略在缓解系统干扰的同时,有效减少了异构网络中存在的功率消耗,提升了用户的服务质量。另外,利用对小基站分簇的方式实现了对系统中断概率的提高。经过仿真评估可以发现,与无休眠策略和传统休眠策略相比,该优化策略在功率消耗方面分别减少了14.7%和6.7%。同时,该优化策略有利于减少整体系统的中断概率。另外,针对LTE-A异构网络中存在的负载不均衡和系统干扰问题,提出了一种基于增强型干扰协调(enhanced Inter-Cell Interference Coordination,eICIC)技术的能量效率优化策略。该策略在时域与频域方面分别对宏基站的子帧以及资源块进行优化分配,并通过联合考虑用户的基站连接、几乎空白子帧(Almost Blank Sub-frame,ABS)比例、频域的资源分配以及宏基站的功率传输情况,建立了关于系统能量效率的最优化问题,最后结合高斯-赛德尔方法进行迭代求解。最终实现,仿真结果表明,与最大化参考信号接收功率(Maximum Reference Signal Received Power,MAX-RSRP)策略和低功率几乎空白子帧(Low Power Almost Blank Sub-frame,LP-ABS)策略相比较,该优化策略不仅提高了用户的满意度,在系统的能量效率方面,分别提高了24.2%和19.1%,在用户公平性方面,分别提高了33.8%和23.4%。
【图文】：

分组数据网络的连接以及上下行计费与限速等功能。在系统整体架构中，E-NodeB 用来表示 LTE-A 系统中的网络节点，主要在无线接入网的部分，接下来将对其相应的功能进行简要阐述。(1) 无线资源控制(Radio Resource Control, RRC)，负责在上下行链路中对终端设备进行动态资源分配。(2) 分组数据收敛协议(Packet Data Convergence Protocol, PDCP)，通过对头采取压缩和解压缩的方式，实现对控制信令的完整性保护。(3) 无线链路控制(Radio Link Control, RLC)，一方面，能够在回应模式下自动重传请求，另一方面，根据媒体接入控制层传输块的大小，实现对数的分割或级联。(4) 媒体接入控制(Medium Access Control, MAC)，通过利用动态处理及自动重传的方式，实现对业务资源的分配，另外，在处理各个终端逻辑信及终端时，能够遵循一定的优先级原则。(5) 物理层(Physical Layer, PHY)，实现传输信道向物理信道的映射，控考信号和同步信号的发送和接收。

10图 2.2 LTE-A 系统整体架构的功能划分2.2 LTE-A相关技术分析2.2.1 物理层技术在 LTE-A 系统架构的网元功能划分图中，，物理层属于无线接入网协议的最底层，可以通过采取不同物理资源控制策略，实现向上层提供数据传输服务的重要功能。本节将对物理层中的多址方式以及无线帧结构两种技术展开解析。(1) 多址方式在无线通信系统中，由于 LTE 要求系统能够具备更高的传输能力，因此，
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2659751