高速移動場景下蜂窩無線通信網(wǎng)絡(luò)群切換策略研究.pdf

1、在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，移動臺穿越小區(qū)時，很可能有大量用戶幾乎在同一時刻發(fā)起切換，這將導(dǎo)致目標(biāo)基站的可用接入資源急速減少，從而引起網(wǎng)絡(luò)擁塞及切換中斷，這種現(xiàn)象也被稱為群切換。在發(fā)生多用戶越區(qū)群切換時，如何將有限的系統(tǒng)資源高效地分配給移動用戶至關(guān)重要，尤其是在高移動場景下。因此，研究高速移動場景下蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的群切換機(jī)制，對于合理設(shè)計切換流程、優(yōu)化無線資源分配具有重要的實用價值。
　　本文首先研究了蜂窩無線通信網(wǎng)絡(luò)的典型越區(qū)切換策略。

2、從用戶的角度來看，正在進(jìn)行的實時通信被強(qiáng)制中斷要遠(yuǎn)比新產(chǎn)生的業(yè)務(wù)請求被系統(tǒng)阻塞影響大。因此，為了盡量減少已有實時通信業(yè)務(wù)被強(qiáng)制中斷，前人提出了許多基于資源預(yù)留和優(yōu)先權(quán)分配的方案，例如，GCM-FIFO（基于先進(jìn)先出的預(yù)留信道方案）、GCM（預(yù)留信道方案）、DPQ（動態(tài)優(yōu)先級排隊方案）。本文中對這三種方案的性能進(jìn)行了理論分析，給出了各自的適用場景。
　　在高鐵場景下，由于用戶快速穿越小區(qū)重疊區(qū)域，要求切換流程更短、時延更小。另一方面

3、，由于列車車廂內(nèi)有大量旅客，大大增加了同一時間發(fā)起切換請求的用戶數(shù)目，在資源不足的情況下切換用戶排隊等待將導(dǎo)致時延的倍增。因此，在穿越小區(qū)重疊區(qū)時可能有大量用戶不能及時完成切換，導(dǎo)致通信服務(wù)的中斷。本文從切換過程中隨機(jī)接入資源分配的角度出發(fā)，分析了LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)下制約群切換性能的主要因素是前導(dǎo)碼不足，采用了用戶分組的方案來減少同一時刻發(fā)起切換請求的用戶數(shù)目。仿真研究表明，本方案可顯著改善系統(tǒng)的切換性能。
　　在高鐵場景的越

4、區(qū)切換過程中，由于切換用戶眾多，并且在這一過程中仍有新用戶接入，即使應(yīng)用了用戶分組方案，也不能保證所有切換用戶都能及時獲得所需的隨機(jī)接入資源。因此需要首先保證切換用戶（而不是新接入用戶），尤其是具有高優(yōu)先級的切換用戶獲得接入資源。為此，本文根據(jù)QCI(QoS Class Identifier)標(biāo)準(zhǔn)，定義了4類不同業(yè)務(wù)類型的切換用戶優(yōu)先級，然后提出了預(yù)留前導(dǎo)碼方案(GPM，Guard PreambleMethod)，以便在前導(dǎo)碼資源緊張時