LTE异构网络的小区切换算法及性能研究

摘要

LTE技术在飞速的发展，为了满足越来越多的移动通信网络用户的需求和避免频谱资源的耗尽，如何增大移动通信网络的覆盖范围和提高频谱资源的利用率成为了至关重要的问题，这样异构网络应运而生并将成为未来LTE的主流技术。异构网络中低功率节点的加入增强了网络覆盖强度和频谱资源的利用率，但同样也带来了更复杂的切换机制，因此如何实现LTE异构网络中的无缝切换显得十分重要。
　　通过分析LTE异构网络的发展和小区切换技术的研究现状，对目前有关LTE的基于RSRP测量的切换和基于RSRQ测量的两种传统切换算法做了对比分析。国内外目前的切换算法可以完成基本的切换功能，但多数仅考虑了用户端的需求，没有考虑网络端的资源问题。另外在异构网络中的切换由于节点数目的增加，小区干扰增加，切换成功率有所下降，如何提高切换成功率成为了改进切换算法的重点问题。本文根据国内外目前的切换算法的研究，基于A3切换准则提出了改进的LTE异构网络的小区切换算法，该算法综合了RSRP测量和RSRQ测量参数，并增加了切换预测算法和切换迟滞等技术来提高切换成功率。为了验证算法的性能，本文搭建了基于C++的系统级仿真平台，对平台的仿真场景、仿真流程以及各模块功能做了详细的介绍，并基于此平台对系统的吞吐量、边缘频率效率、切换成功率和乒乓切换次数等性能进行了仿真。
　　针对传统的小区切换算法和改进的异构网络切换算法进行仿真对比，发现传统的切换算法应用在异构网络中会造成切换成功率和系统吞吐量等性能的下降。而改进的异构网络切换算法通过增加切换预测模块，增加最佳的切换迟滞和切换时延，有效的避免了乒乓切换和过晚切换现象的发生，在一定程度上提高了切换成功率，是一种有效的切换算法。最后分别在速度为30~120km/h的不同移动速度的仿真环境下进行仿真，结果显示该算法的切换性能随着移动速度的增加有所下降，但在可以接受的范围内，证明该切换算法可以满足异构网络中UE移动状态下的业务需求。

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第一章 绪 论

1.1研究背景和意义

1.1.1 LTE技术研究背景

1.1.2课题研究意义

1.2国内外研究现状分析

1.2.1异构网络的发展

1.2.2小区切换技术的国内外研究现状

1.3本文主要研究内容和结构安排

1.3.1主要研究内容

1.3.2结构安排

第二章 LTE异构网络和小区切换技术

2.1 LTE异构网络

2.2小区切换技术

2.2.1切换的作用和分类

2.2.2切换的过程

2.2.3切换性能参数

2.2.4传统的小区切换算法

2.3本章小结

第三章 LTE异构网络的仿真平台的搭建

3.1系统级仿真平台简介

3.2 LTE异构网络的系统级仿真总体设计

3.3仿真平台各模块功能设计

3.3.1网络拓扑和节点生成

3.3.2信道传播模型

3.3.3小区切换模型

3.3.4业务类型

3.3.5资源调度

3.3.6干扰计算及统计

3.4本章小结

第四章 改进的小区切换算法及性能仿真

4.1改进的小区切换算法

4.1.1异构网络中的切换模式及评估标准

4.1.2切换算法的实现

4.2仿真结果及性能分析

4.2.1不同切换算法的仿真结果

4.2.2改进的算法在不同移动速度下的仿真结果

4.3本章小结

结论

参考文献

声明

致谢