面向5G异构蜂窝网络的环境感知SON仿真平台设计与实现

发布时间：2019-01-02 20:51

【摘要】：面向5G的移动通信演进过程中,业务需求迅速增长,网络部署愈发异构密集。传统SON只关注短时间网络动态变化,从而进行网络自适应调整。5G中的SON将更多地着眼于网络长时间动态变化所带来的低效问题,减少网络规划和配置的成本开销。针对这一现状,本文提出大尺度时间的环境感知型SON的概念,通过长时间数据采集和分析感知环境特征,主动执行参数优化调整。对环境感知SON的研究需要建立在完善的异构蜂窝网络系统级仿真和RRC协议仿真建模的基础上。本文设计并实现了一种面向未来5G异构蜂窝网络的环境感知SON仿真平台,该平台由系统级仿真支撑环境、RRC协议模块与环境感知SON模块组成。通过该平台可以研究大尺度时间环境感知SON在3GPP实际协议框架下的性能表现。论文主要内容如下:论文前两章介绍了主要工作内容、相关研究意义和现状,以及仿真平台的设计需求。第三章介绍平台支撑环境的具体细节,主要实现了层一和层二仿真模块。包括离散事件驱动的核心仿真机制、3D信道模型、物理层模块、自适应编码调制模块、MAC层分组调度模块。具体如下:1.物理层模块实现了链路级到系统级接口(即等效信干噪比到误块率的映射)与参考信号建模;2.自适应编码调制模块实现了传输块大小TBS的计算过程,并根据物理层协议实现高阶256QAM调制和空分复用功能;3.分组调度模块实现了轮询、比例公平等常见资源调度算法。最后根据3GPP标准或METIS技术报告给出的校准数据对平台输出的基本指标如小区频谱效率等进行校正,说明了平台支撑环境的正确性。第四章阐述仿真平台层三即RRC协议模块的实现细节,包括理想RRC控制信令建模、RRC测量功能、切换功能、连接控制和RRC指标评估功能。具体实现了:1.平台中的RRC控制信令和信息单元通过C++结构体和枚举等数据结构实现。2.RRC测量按照协议实现了测量配置、测量结果过滤、事件型测量报告触发、异频测量GAP等一系列功能,其中需要重点处理测量触发过程中由TTT机制导致的多种触发小区变化情况。平台实现了基于A1与A2事件的异频测量启动/撤销过程。3.对于切换,仿真平台实现了切换准备与执行过程以及切换性能指标建模,并考虑了切换算法的可扩展性;4.连接控制功能重点考虑由于链路或切换失败导致的RRC连接重建,以及实现该功能所需的T311定时器。本章仿真测试了各类事件型测量上报结果、异频测量以及切换过程中的基本指标,证实RRC模块各个功能运行正确。第五章在平台支撑环境和无线资源控制协议仿真的基础上实现环境感知型SON模块,该模块由RRC层信息交互接口、环境信息采集模块、环境信息分析处理与特征化模块以及SON优化决策与执行模块组成。第四章实现的RRC协议模块是其中环境信息采集的主要来源。本章针对复杂多变的异构蜂窝网络结构所带来的切换性能恶化问题,提出一种基于环境感知的移动鲁棒性SON方案。该方案首先收集大量切换事件记录作为环境信息,之后通过对这些信息的分析处理来感知高频切换失败区域的分布规律。最后SON针对高频切换失败区域自动执行RRC测量参数的优化,以提升移动鲁棒性。利用环境感知SON仿真平台对该方案进行测试,仿真结果表明,该方案可以得到精确的切换环境分布特征,并能感知网络部署结构的长时间动态变化。最终执行的参数自优化可以使切换成功率等移动性指标得到提升,证明了在实际协议框架下环境感知SON技术的有效性。
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【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5

【参考文献】