UDN下的小区切换算法研究

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从2G到3G、4G,以及即将到来的5G,移动通信技术发展日新月异,逐步呈现出一种异构化、多元化、智能化的时代格局。2020年及以后,随着各式各样智能终端的普及,全球数据总流量增长将迎来又一个高峰,超密集网络被看作是解决未来5G网络中数据流量问题的关键技术之一。为了增加网络容量,超密集网络技术在宏小区内部署大量低功率节点,对室内及热点区域进行重叠覆盖,导致小区边界情况变得更加复杂。加之边界形状的不规则,如果继续沿用以往的切换算法,小区间交互控制信令负荷会随着小区数量的增加呈指数倍增长,这极大地增加了网络负荷,并导致更频繁地切换,甚至出现掉话现象,难以保证用户的移动性能。此外,更多的基站意味着功耗更巨大,在这个效率和能耗同样重要的时代,为了满足高效和节能的绿色通信需求,迫切需要找到新的切换算法。整个切换过程由切换测量、切换判决和切换执行三部分组成。切换判决阶段是整个切换过程中最重要的部分,也是本文的研究重点。首先,本文介绍了5G超密集组网技术及其面临的机遇与挑战,分析了当下流行的切换技术的基本概念与原理,以及该方法应用到超密集网络时可能出现的问题,并对超密集网络切换算法的研究方向进行了推测。此外,在5G超密集网络中,宏基站和微基站并存,小区与小区之间重叠覆盖更多,切换判决更加复杂。本文通过对传统的事件B2触发准则进行分析改进,给出了基于速度及多属性判决的切换算法。该算法首先对终端用户进行速度分类,动态调整滞留门限,并在候选基站中联合使用改进的AHP算法与TOPSIS算法进行多属性判决,选出最优切换网络,以此减少切换次数,降低切换失败率,提高系统服务质量。最后,结合绿色通信理念与基站休眠技术,在前文算法的基础上给出了基于基站休眠的多属性切换判决算法。该算法分析了基站休眠模型,通过公式推导得到了微基站休眠的先决条件,并利用上文中的多属性判决切换算法循环迭代,得到最优休眠策略和切换方案,进而控制低负载的基站的进入休眠状态,在保证每个用户服务质量的前提下,大大提高了网络的能量效率。
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