LTE實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和切換共同優(yōu)化

1、LTE實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和切換共同優(yōu)化1引言最近引人注目的交通增長(zhǎng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需要新的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)支持更高的數(shù)據(jù)速率。長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE），已由第三的基因被標(biāo)準(zhǔn)化理性的合作伙伴計(jì)劃（ 3GPP） 1 ，是一種很有前途 的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到美國(guó)韓國(guó)。正交頻分多址（OFDMA ）是通過(guò)在LTE的下行接入方案，由于其高的頻譜效率和魯棒性2 。在寬帶無(wú)線(xiàn)通信，由于更廣泛的帶寬要求，LTE將使用比3G和2G更高的載波頻率，并重建在較小的小區(qū)，或更多的小區(qū)需要覆蓋同一地區(qū)。寬帶正交頻碼分復(fù)用（OFCDM ）系統(tǒng)的兩一二維（2-D ）傳播研究的毛皮進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率峰值3 。因此，操作ING支出（OPEX ）大大增加。

2、更多的過(guò)去，在LTE蜂窩系統(tǒng)，如關(guān)鍵工序，漢族多佛（HO），更加頻繁和復(fù)雜的。煤層不切換算法，它采用一列火車(chē)?yán)^ 電器站，提出了降低切換失敗概率5 。切換參數(shù)的手動(dòng)設(shè)定是非常耗時(shí)的和人為的錯(cuò)誤是不可避免的。因此，新的計(jì)劃是必需的操作蜂窩系統(tǒng)。自組織網(wǎng)絡(luò)（SON ）介紹3GPP調(diào)整的關(guān)鍵參數(shù)的自動(dòng)7 。SON的主要功能包括自動(dòng)建 立新的進(jìn)化的節(jié)點(diǎn) B （ ENB ），相鄰小區(qū)列表更新，負(fù)載均衡（LB ），小區(qū)的停電補(bǔ)償，等8 。 本文著重分析了兩種基本的功能，即，流動(dòng)的LB（ MLB ）和HO參數(shù)優(yōu)化（HPO ）。LB被定義為一個(gè)自動(dòng)化方案應(yīng)對(duì)交通負(fù) 荷之間的不平等小區(qū)，使傳動(dòng)效率可以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

3、。HPO的目的是最大限度地減少切換失敗率和用戶(hù)的連續(xù)服務(wù)保障。LB和HPO已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究。LB是基于小區(qū)吞吐技術(shù)實(shí)現(xiàn)。小說(shuō)功率控制算法，提 出了在11 ，減少（或增加）的功率電平（或合同擴(kuò)大）擁擠的覆蓋（或加載）小區(qū)。另 一種方法是控制 普通信號(hào)波束覆蓋模式，使尺寸形狀的小區(qū)可以自動(dòng)調(diào)整到平衡的服務(wù)小 區(qū)負(fù)荷12 。此外，傳統(tǒng)方法HO提出了實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡，所選擇的小區(qū)最重的物理資源塊（ PRB）負(fù)擔(dān)作 為源小區(qū)，與相鄰細(xì)胞的最小的 PRBS的職業(yè)為靶小區(qū)13 。同時(shí)，理論分析為 LB進(jìn)行, 考慮制定網(wǎng)絡(luò)的比例公平（PF）在多小區(qū)的情況14 。無(wú)線(xiàn)資源管理（RRM）還介紹了在SON的優(yōu)化。在

4、15 ，細(xì)胞特異性偏移是基于自動(dòng)調(diào)整源小區(qū)和鄰近小區(qū)的 有效載荷。一種新的兩層 MLB （tl-mlb ）算法16 ，過(guò)載的小區(qū)可以從選擇的靶小區(qū)周?chē)?的小區(qū)層。LB是聯(lián)合優(yōu)化在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的其他一些參數(shù)。在17聯(lián)合調(diào)查L(zhǎng)B和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的作者在LTE多小區(qū)情況下的最小化。此外，部分頻率復(fù)用策略和LB方案在18 聯(lián)合優(yōu)化，它提供了一個(gè)在線(xiàn)算法組成的間和小區(qū)內(nèi)的切換機(jī)制的服務(wù)的用戶(hù)和用戶(hù)到達(dá)。最近，很多的關(guān)注已經(jīng)收到 HPO方案。與參數(shù)設(shè)置比較用于軟切換通常用在傳統(tǒng)的碼分多址（CDMA ）系統(tǒng)，參數(shù)用于 LTE的硬切換設(shè)置是 RRM方案19-21更敏感。HO失敗率 和乒乓效應(yīng)和比共高速優(yōu)化用戶(hù)19-2

5、0 。然而，隨時(shí)間變化的影響，例如，速度和移動(dòng)方向，不考慮。作者在21 提出了一種新的和參數(shù)優(yōu)化算法， 它不需要額外的UE移動(dòng)性估計(jì)，克服信道快衰落。在21 的仿真結(jié)果表明，HO失敗率乒乓效應(yīng)和 HO比值顯著減少。上述文獻(xiàn)不共同考慮的LB和HPO優(yōu)化。實(shí)際上，這兩種技術(shù)都可用于提高網(wǎng)絡(luò)的每通過(guò)調(diào)整和參數(shù)性能。然而，該LB和HPO的要求可能會(huì)有一些反對(duì)信息通信技術(shù)。在某些情況下，22 ，在MLB允許有比HPO較高的優(yōu)先級(jí)。作為一個(gè)結(jié)果，該HPO的成功率會(huì)下降。此外，該方案需要修改3GPP規(guī)范，這聲明在LB細(xì)胞用戶(hù)的QoS應(yīng)該在非平衡小區(qū)相比具有更高的優(yōu)先級(jí)的用戶(hù)。在本文中，我們的目標(biāo)是在尋找一個(gè)

6、為了實(shí)現(xiàn)更好的權(quán)衡之間的算法與HPC?L對(duì)LTE的子系統(tǒng)。在本文中，我們提出了一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整算法，命名為CSF（CO滿(mǎn)意度因素）共同MLB和HPO性能優(yōu)化。首先，我們限制最大的無(wú)線(xiàn)鏈路失?。≧LF）到CON組比常數(shù)值根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的要求管理。 其次，我們提出了 CSF可提高兩個(gè)RLF和用戶(hù)滿(mǎn)意度。然后， 提出CSF的算法優(yōu)化。最后，在分析給出仿真結(jié)果顯示的優(yōu)點(diǎn)所提出的算法。2系統(tǒng)模型2.1個(gè)場(chǎng)景描述LTE系統(tǒng)由一個(gè)演進(jìn)分組核心（EPC）,幾個(gè)基站和許多用戶(hù)設(shè)備（UE）構(gòu)成。通過(guò)S1接口EPC和基站交換信息，而 X2接口之間提供基站信號(hào)管。如圖 1所示，定期 N-hexagonal 小區(qū)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為

7、在此圖上。 基站部署在小區(qū)中心。 排除一般性，所有的用戶(hù)被假定為具有相 同的數(shù)據(jù)速率的要求。圖1。19定期六角形細(xì)胞與一個(gè)跨站點(diǎn)分布布局1000米的距離該服務(wù)的用戶(hù)被分成兩組。一個(gè)包含背景的用戶(hù)， 是隨機(jī)定位拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 其他包含熱點(diǎn)的用戶(hù)，總是聚集在同一地點(diǎn)。這些用戶(hù)移動(dòng)在N小區(qū)時(shí)進(jìn)行仿真，路徑跟蹤顯示在圖 1。信號(hào)對(duì)噪聲和干擾比第U用戶(hù)給出通過(guò)該公式(1)PLc, uP PLx(u),uNLc Pc 1 c X(u)其中p是每個(gè)小區(qū)發(fā)射功率eNB 。 X（ U ）代表服務(wù) eNB的用戶(hù)的ID U，PLC;是小區(qū)的基站之間總衰減C和用戶(hù)U，其中包含的路徑損耗的影響，陰影衰落和天線(xiàn)增益。加性高斯

8、白噪聲，LC是小區(qū)的負(fù)荷，由此推導(dǎo)了信噪比（1），可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率可以得到R U。假設(shè)恒定比特率（CBR）都等于0.5 Mbps，所以大量的由用戶(hù)所需的資源，你可以表示為Nu DU 。給出了固定的 CBR TRA 土C, UE要么完全CBR或者他們完全不滿(mǎn)R u意。因此，不滿(mǎn)意的用戶(hù)數(shù)作為本文的性能標(biāo)準(zhǔn)。虛擬負(fù)載 LC 定義為 u |x （u） cNuLc !。在uX（u） c代表在小區(qū) C用戶(hù)ID，Nt°t是物理資源塊的總Ntot數(shù)量。可以看出，如果Lc 1，小區(qū)中的所有用戶(hù)都能滿(mǎn)足。然而，如果Lc 3，意味著只有三分之一的用戶(hù)可以滿(mǎn)足。小區(qū)負(fù)載被定義為物理資源塊的所有用戶(hù)所需要的

9、服務(wù)除以Ntot，這是由Lc min( Lc,1)定義的。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不滿(mǎn)意的用戶(hù)數(shù)，可以表示為ZN1maX0,Mc (1)。Mc是在小區(qū)C中c iLc的用戶(hù)數(shù)量。性能分析，我們定義了一個(gè)負(fù)載分布指數(shù)也有類(lèi)似的耆那教的公平性指數(shù)N2(1Lc(t)2衡量整個(gè)負(fù)載平衡度網(wǎng)絡(luò) 24 ，這是由(t) 。其中是負(fù)荷分布指N ci(Lc(t)2數(shù)，T是時(shí)間。載荷分布指數(shù)為1時(shí)，小區(qū)負(fù)載間是完全平衡。較小的的值，其中的細(xì)胞的不平衡負(fù)載分布更糟糕的是。因此， LB的目標(biāo)是最大化的參數(shù)。2.2性能指標(biāo)主要H0指標(biāo)(HPI )的HPO是由什么控制的時(shí)間，但沒(méi)有完成( H0失敗)，來(lái)回重復(fù)Hos兩個(gè)基站之間(乒乓效應(yīng)

10、，HO)，由HO弓I起的RLF的失敗23 。然而，PING-PANG HO在沒(méi)有用戶(hù)的連接增加 HO倍，而HO失敗不那么致命是因?yàn)?RLF它還允許用戶(hù)與以 前的方式聯(lián)系在一起。只有 RLF會(huì)引起掉話(huà)和用戶(hù)服務(wù)中斷。所以 RLF率通常被認(rèn)為是最HPI的重要指標(biāo)。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中，該允許的最大 RLF率通常被限制到一個(gè)恒定值，它等于10%。如果RLF率高于 ，許多呼叫將會(huì)斷線(xiàn)。所以最重要的指標(biāo)RLF率及其局限性將作為的性能標(biāo)準(zhǔn)仿真分析表明。根據(jù)3GPP 25 ，一個(gè)RLF過(guò)程描述圖。一旦控制信號(hào)或數(shù)據(jù)可以不交給 eNB，換句話(huà)說(shuō)，上行鏈路塊錯(cuò)誤率大于上行鏈路接收閾值Qout，這一環(huán)節(jié)是觀察在eNB異步鏈路。在這一刻，T1計(jì)時(shí)器起點(diǎn)。如果上行鏈路塊錯(cuò)誤率小于 Qin在 T1過(guò)期之前，上行數(shù)據(jù)傳輸恢復(fù)。然而，如果eNB UE仍異步，RLF程序引發(fā)的eNB同時(shí)啟動(dòng)T2定時(shí)器。上行傳輸恢復(fù)的連接方式是當(dāng)eNB UE異步在T2過(guò)期之前。然而，如果UE經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)，程度深的衰落或位于小區(qū)邊緣，eNB將重新分配物理資源后，T2是過(guò)期的，在實(shí)際系統(tǒng)中，Qout該UE需要回到空閑模式。T1和T2的確切值是基于系統(tǒng)的選擇性能標(biāo)