異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡與小基站小區(qū)范圍擴(kuò)展技術(shù)研究.pdf

1、由于移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)型增長(zhǎng)和用戶體驗(yàn)要求不斷提高，現(xiàn)有的傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足用戶的需求。傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要用于廣域覆蓋，對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域、覆蓋盲點(diǎn)和室內(nèi)區(qū)域等無(wú)線場(chǎng)景，無(wú)法形成有效覆蓋。在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)低功率節(jié)點(diǎn)的高密集部署，形成覆蓋互補(bǔ)的超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，能夠有效解決上述問(wèn)題。但是由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中宏基站和低功率的小基站之間的功率差異，根據(jù)傳統(tǒng)的小區(qū)選擇策略，大多數(shù)用戶會(huì)被迫接入宏基站，這就形成了宏基站和小基站之間負(fù)載的不平衡。此

2、外，對(duì)于宏基站的邊界用戶來(lái)說(shuō)，它們離小基站的通信距離更近，這就會(huì)給臨近的小基站造成十分嚴(yán)重的干擾，造成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中上下行覆蓋失衡。
　　為了解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載不均衡和上下行覆蓋失衡問(wèn)題，本文最大潛力挖掘小區(qū)范圍擴(kuò)展(Cell Range Expansion，CRE)的核心——CRE偏置設(shè)計(jì)。根據(jù)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、方案設(shè)計(jì)和小區(qū)范圍擴(kuò)展偏置值的動(dòng)態(tài)設(shè)置方面展開(kāi)，圍繞小基站小區(qū)范圍擴(kuò)展問(wèn)題展開(kāi)探索，論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:

3、
　　1.在用戶通信速率與負(fù)載匹配的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于用戶通信速率與負(fù)載匹配的小區(qū)范圍擴(kuò)展框架，提出了以系統(tǒng)吞吐量的三個(gè)常見(jiàn)性能指標(biāo)作為效用函數(shù)的CRE優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)小區(qū)范圍擴(kuò)展中的負(fù)載均衡，在小基站采用統(tǒng)一CRE偏置值和不同CRE偏置值策略時(shí)，采用蒙特卡洛方法，對(duì)不同無(wú)線異構(gòu)場(chǎng)景進(jìn)行仿真。根據(jù)仿真結(jié)果，探討CRE的設(shè)置方案與優(yōu)化場(chǎng)景，最優(yōu)對(duì)數(shù)和與中位速率的CRE優(yōu)化方案在實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的同時(shí)，能夠改善邊界用戶的體驗(yàn)速率，更能保證用

4、戶之間的公平性;異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)對(duì)于系統(tǒng)性能也有重要影響，當(dāng)小基站分布在宏基站小區(qū)邊緣且數(shù)目合理增大時(shí)，對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)有所提升。
　　2.針對(duì)小區(qū)范圍擴(kuò)展中偏置值的設(shè)置問(wèn)題，提出了基于小區(qū)內(nèi)用戶最低體驗(yàn)速率的動(dòng)態(tài)設(shè)置CRE的方法。根據(jù)傳統(tǒng)小區(qū)選擇的特點(diǎn)，對(duì)于邊界用戶來(lái)說(shuō)，用戶瞬時(shí)速率相差不大。由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中宏基站比小基站有20dB的優(yōu)勢(shì)，絕大部分用戶會(huì)接入宏基站，這造成宏基站邊界用戶的體驗(yàn)速率過(guò)低。通過(guò)對(duì)小基站和宏基站各自用戶的