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《北京邮电大学》 2012年
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无线接入网小区中断补偿方法

李富强  
【摘要】:自组织网络(Self-Organizing Network, SON)是近几年无线网络领域研究和发展的热点之一。具备SON功能的无线接入网可以随着外界环境的变化自适应调节各项参数,以维持自身的最佳网络性能。所以,SON被认为能大大提高网络运行与维护的效率、降低网络的运维成本、从而以更高的性能给用户带来更好的业务体验。因此,SON受到了3GPP、NGMN等标准化组织的极大关注。 未来的无线接入网被认为应具备SON功能,包括自配置(self-configuration)、自优化(self-optimisation)和自愈(self-healing)三个功能域,每个功能域又可以分解为多个具体的用例。作为小区自愈功能的用例之一,小区中断补偿的目标是当某小区发生中断后,无线接入网可以自动调节其邻小区的无线参数,根据运营商预先设定的策略,最小化无线网络的性能损失。由于小区中断补偿方法需要调节其邻小区的无线参数,所以邻小区用户的性能会受到影响,比如吞吐量下降、网络容量减小等问题,因此小区中断补偿的策略应该是覆盖范围的提高与其他网络性能下降的平衡。通常来说,小区中断补偿功能可以对覆盖空洞进行有效补偿,但并不能对覆盖空洞进行完全地补偿。目前,对SON的相关研究主要集中在自配置技术和自优化技术,对小区自愈技术的研究还处于起步阶段。 本文针对小区自愈的关键技术—小区中断补偿进行了深入研究,主要研究内容和创新点如下: (1)提出了一种基于邻小区导频信道功率调节小区的中断补偿方法。通过对小区中断场景进行数学建模与无线接入网链路预算,找出导频信道功率与小区覆盖范围的数量关系,调节中断小区的邻小区导频信道功率参数,生成基于覆盖面积最优化的小区中断补偿方法,在最小化小区间干扰的情况下,最大化邻小区的覆盖范围。该方法适用于调节邻小区导频信道后网络性能影响不大的UMTS无线接入网场景,因此适合在中负载和低负载的无线接入网集中式SON架构中部署。仿真实验表明,该方法是可行且有效的,在最小化网络容量损失的同时,最大化邻小区的覆盖范围,对中断小区进行有效的覆盖补偿。 (2)提出了一种基于天线下倾角调节的小区中断补偿方法。调节天线下倾角可以改变小区的覆盖范围,比如减小小区发射天线的下倾角,小区的覆盖范围随之增加。该方法适用于高负载UMTS/LTE无线接入网场景,首先定义邻小区边缘处的导频信号质量门限,采用集中式SON架构的功能部署方式,根据运营策略,利用天线倾角迭代方法生成最佳天线倾角调节方案,在满足限制条件下最大化邻小区的覆盖范围,对覆盖盲区进行有效补偿。仿真结果证明了方法的有效性和可行性。 (3)提出了一种联合调节邻小区导频信道功率和天线参数(天线倾角和天线方位角)对中断小区的覆盖盲区完全补偿的方法,即通过最优化方法对邻小区的导频功率和天线参数进行重配置,使得邻小区对无线网络完全覆盖的同时总的导频功率之和最小。该方法适用于低负载的UMTS无线接入网场景,分两步实施:首先,假定第一步所有邻小区的导频功率配置为相同的参数,利用模拟退火方法求得使导频功率值最小的天线参数最优配置;其次,在第一步求得的最优化天线参数配置下,利用导频功率迭代方法求得使总导频功率之和最小的各邻小区导频功率配置参数。仿真结果表明,所有的用户都与基站建立了通信连接。 (4)提出了一种适用于高负载的LTE无线接入网小区中断补偿方法。方法(2)也适用于高负载的LTE无线接入网场景,但无法降低小区间干扰,由于LTE无线接入网具有一些自身的特点,比如下行链路采用正交频分多址方式(OFDMA)、物理层采用自动调制编码方式(AMC)以及体系架构扁平化等。因此,该方法首先定义小区边缘处的最低SINR门限,采用分布式上行闭环功率控制迭代方法,根据运营策略,通过调节上行链路目标接收功率,降低同频组网的LTE系统小区间干扰、扩大邻小区最大覆盖范围。仿真表明,方法能使得大部分中断的用户重新与网络建立了连接。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN925.93

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