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LTE集群移动性管理算法研究

韩海文  
【摘要】:2013年12月4日工业和信息化部正式向三大运营商发放了4G牌照,标志着中国TD-LTE时代的到来。3GPP分别在R9和R10中定义了LTE广播组播标准,这些标准为LTE广播组播业务奠定了基础。集群在调度指挥、保密等方面的优势,使得集群通信在实际生活中发挥着重要的作用。集群通信方式与多播类似,目前LTE与集群通信相结合是集群通信领域研究的热点,本文基于国家重大专项课题“基于TD-LTE公网集群业务系统研发与验证”,重点研究LTE集群移动性管理的切换过程及其算法研究。本文研究了LTE集群的关键技术,对现有的LTE切换算法、集群切换算法进行了分类总结,比较了LTE切换算法和集群切换算法的异同,比较了LTE集群切换算法和传统的集群切换算法的异同,为后续的算法研究奠定了理论基础。LTE切换过程比较复杂,大致可以分为切换搜索、切换判决、以及切换执行。LTE集群通信“一呼百应”等特点,决定了传统的LTE切换算法将不能很好地适用于LTE集群切换场景。本文在研究LTE集群通信切换过程的基础之上设计了三个算法:基于用户离开方式的搜索算法、LTE集群切换算法以及LTE集群切换用户传输方式优化算法。基于用户离开方式的搜索算法是针对传统切换算法搜索时间TTT(Time To Tiger)采用经验值带来的问题,设计出的一种基于用户离开方式的搜索算法,此算法根据用户离开基站的不同方式,将其分为不同的紧迫等级,然后自适应的调整TTT,并通过仿真验证了此算法在自适应调节TTT方面的有效性。最后本文还分析了LTE集群用户的通信特点,阐述了此搜索算法的适用范围。LTE集群切换算法是在研究了LTE集群通信的特征以及用户特性之后,设计出的一种新型的LTE集群切换算法,此算法综合考虑了信号强度、基站负载、基站类型以及用户类型,并通过AHP算法确定了各个网络因子在话权用户和非话权用户切换决策中的作用。本文通过仿真分析了此算法的各项性能。LTE集群切换用户传输方式优化算法是在研究了PTP和SFN传输方式的频谱效率与用户数目关系之后,设计出来的一种优化算法,此算法摒弃了整个系统的资源最优化,而仅考虑目标基站的频率资源最优化。此算法能够自适应的根据UE的信噪比以及目标基站多播用户数目来决定传输方式。本文通过仿真验证了此算法在节约目标基站频率资源方面的有效性。


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