LTE系统中家庭基站的切换机制优化研究

论文摘要

随着移动通信网络架构的发展已经接近香农理论中的极限值,依靠改变调制方式或提升技术来改善网络容量与速度的途径正在走向尽头,未来的解决方案只能依靠缩小基站的物理尺寸,以得到更广泛和更密集的覆盖范围。所以在LTE系统中,家庭基站（3GPP标准中称为Home eNodeB,HeNB）概念自2005年面世以来,迅速在全世界范围内得到关注与研究,本文通过研究LTE系统中家庭基站移动性优化技术具有重要的现实意义。本文基于LTE系统中家庭基站的研究,针对LTE系统中家庭基站可能存在的切换失败问题,提出可行性的解决方案。论文的主要工作如下:1.调研了LTE系统网络架构和家庭基站技术发展的相关内容,分析了家庭基站的功能实体和切换技术的研究现状;研究了LTE切换机制和移动鲁棒性优化,并跟进LTE的相关标准化工作进展。2.针对目前标准中家庭基站（HeNB）重新启动后,可能其使用的频率信息发生了改变,使得U E（用户终端,user equipment）记录的原频率信息并不可靠。此外,由于重启后的HeNB的物理小区标识（Physical Cell ID,PCI）也会发生改变或与其它HeNB发生混淆,这些都会引起错误的测量配置,从而导致可能的无线链路失败（Radio Link Failure,RLF）,针对这一问题本文提出了一种LTE移动通信系统中终端向家庭基站切换之前的测量汇报过程的改进方法,即通过UE向该HeNB切换前汇报的接近指示（PI）消息中加入UE之前所记录的该HeNB小区的E-CG（IE-UTRAN Cell Global Identifier,LTE网络全球小区标识）信息,来防止宏基站（Macro eNodeB,MeNB）对UE进行错误的测量配置的可行性解决方案,并给出了具体的改进实施过程。通过仿真验证,表明优化方案有效的降低了测量时延,大大的提高了切换成功率。3、在LTE系统中,对于普通的过晚切换,UE在与新的小区中重新建立连接后,控制该小区的基站要向控制源小区的基站发送无线链路失败指示消息（RLF Indication）,以供源小区基站实现对上述问题的检测。但对于目标小区为HeNB的小区,其切换之前的测量配置过程与目标小区为宏基站的切换不同,特别是向家庭基站切换时发生的过晚切换问题,如果按照通常的一般过晚切换处理方法,会进行一些不必要的切换参数调整,从而引起其他切换问题。因此,本文给出了改进优化的处理方法和具体流程,可以来区分造成过晚切换的具体原因,从而根据不同的原因来调整切换参数,大大的提高了切换效率。最后分别设置相应的仿真场景和仿真参数,进行了仿真分析,验证了改进处理方法的效果预期。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的意义
• 1.2 LTE 系统简介
• 1.3 自组织网络技术
• 1.4 家庭基站（Home eNodeB, HeNB）简介
• 1.4.1 HeNB 的应用
• 1.4.2 HeNB 网络架构
• 1.4.3 HeNB 支持的工作模式
• 1.5 本文主要内容安排
• 第二章 LTE 系统的切换机制分析
• 2.1 硬切换概述
• 2.2 切换流程
• 2.2.1 移动测量控制
• 2.2.2 切换中的测量报告
• 2.2.3 LTE 的切换命令的形成
• 2.2.4 用户与目标基站建立同步
• 2.3 UE 接入目标基站的方法
• 2.3.1 非同步接入
• 2.3.2 同步接入
• 2.4 本章小结
• 第三章 HeNB 切换机制改进研究
• 3.1 本章简介
• 3.2 HeNB 切换机制
• 3.3 现有切换机制的缺陷分析
• 3.4 具体方案描述
• 3.5 仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 HeNB 移动鲁棒性优化
• 4.1 LTE 移动鲁棒性优化
• 4.1.1 移动鲁棒性优化概述
• 4.1.2 移动鲁棒性优化标准进展和策略分析
• 4.2 LTE 系统中移动性切换参数分析
• 4.3 家庭基站特有问题及解决方案
• 4.4 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 未来与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 未来工作
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢