異構無線網絡負載均衡與小基站小區(qū)范圍擴展技術研究.pdf

1、由于移動數據流量呈指數型增長和用戶體驗要求不斷提高，現有的傳統(tǒng)蜂窩網絡已經不能滿足用戶的需求。傳統(tǒng)蜂窩網絡主要用于廣域覆蓋，對熱點區(qū)域、覆蓋盲點和室內區(qū)域等無線場景，無法形成有效覆蓋。在現有蜂窩網絡的基礎上，通過低功率節(jié)點的高密集部署，形成覆蓋互補的超密集異構網絡，能夠有效解決上述問題。但是由于異構網絡中宏基站和低功率的小基站之間的功率差異，根據傳統(tǒng)的小區(qū)選擇策略，大多數用戶會被迫接入宏基站，這就形成了宏基站和小基站之間負載的不平衡。此

2、外，對于宏基站的邊界用戶來說，它們離小基站的通信距離更近，這就會給臨近的小基站造成十分嚴重的干擾，造成異構網絡中上下行覆蓋失衡。
　　為了解決異構網絡中負載不均衡和上下行覆蓋失衡問題，本文最大潛力挖掘小區(qū)范圍擴展(Cell Range Expansion，CRE)的核心——CRE偏置設計。根據異構網絡的特點，從系統(tǒng)結構、方案設計和小區(qū)范圍擴展偏置值的動態(tài)設置方面展開，圍繞小基站小區(qū)范圍擴展問題展開探索，論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:

3、
　　1.在用戶通信速率與負載匹配的基礎上，構建了基于用戶通信速率與負載匹配的小區(qū)范圍擴展框架，提出了以系統(tǒng)吞吐量的三個常見性能指標作為效用函數的CRE優(yōu)化方案，實現小區(qū)范圍擴展中的負載均衡，在小基站采用統(tǒng)一CRE偏置值和不同CRE偏置值策略時，采用蒙特卡洛方法，對不同無線異構場景進行仿真。根據仿真結果，探討CRE的設置方案與優(yōu)化場景，最優(yōu)對數和與中位速率的CRE優(yōu)化方案在實現負載均衡的同時，能夠改善邊界用戶的體驗速率，更能保證用

4、戶之間的公平性;異構網絡中的網絡設計對于系統(tǒng)性能也有重要影響，當小基站分布在宏基站小區(qū)邊緣且數目合理增大時，對系統(tǒng)性能會有所提升。
　　2.針對小區(qū)范圍擴展中偏置值的設置問題，提出了基于小區(qū)內用戶最低體驗速率的動態(tài)設置CRE的方法。根據傳統(tǒng)小區(qū)選擇的特點，對于邊界用戶來說，用戶瞬時速率相差不大。由于異構網絡中宏基站比小基站有20dB的優(yōu)勢，絕大部分用戶會接入宏基站，這造成宏基站邊界用戶的體驗速率過低。通過對小基站和宏基站各自用戶的