5G系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化研究.pdf

1、移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展極大促進了人們步入智能社會的步伐，為了構(gòu)建全連接社會，呈指數(shù)性增長的多元化終端將逐漸加入到移動通信系統(tǒng)中來，其中以自主通信為主的 M2M設(shè)備將占據(jù)絕大多數(shù)。隨著海量 M2M設(shè)備的加入，將對以H2H通信為主設(shè)計的現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)造成極大的沖擊，其數(shù)量龐大、業(yè)務(wù)繁雜以及分布不規(guī)律的特性極大影響了接入網(wǎng)側(cè)的性能，主要體現(xiàn)在隨機接入過程、資源調(diào)度以及小區(qū)邊界確定上。如何結(jié)合未來5G通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，在不更改現(xiàn)有H2H設(shè)備自身條件的

2、前提下，提出針對接入網(wǎng)側(cè)性能優(yōu)化的策略將是迫切且極其重要的。本文始終圍繞以H2H通信保障為基礎(chǔ)，盡可能地滿足M2M通信為前提，從優(yōu)化隨機接入過程著手，到提出新的調(diào)度策略以及邊界負載均衡策略，來滿足未來移動通信場景需求。本文的具體內(nèi)容如下：
　　1）LTE系統(tǒng)的隨機接入過程仍然是基于時隙ALOHA協(xié)議的，其性能的瓶頸隨著用戶數(shù)的遞增而逐漸凸顯出來，一旦海量M2M設(shè)備加入到競爭行列中時，將會造成H2H以及M2M用戶的連接吞吐率急劇下降

3、。為了改善該問題，本文提出基于虛擬ID自學(xué)習(xí)的M2M用戶隨機接入策略，既保障了系統(tǒng)整體連接吞吐率，還可滿足多元M2M業(yè)務(wù)的不同接入時延需求。
　　2）M2M設(shè)備以傳感器為主，上行傳輸占其通信需求的絕大多數(shù)，當(dāng)處于連接態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)請求的M2M用戶數(shù)超過一定數(shù)量時，會使得調(diào)度復(fù)雜度以及調(diào)度時延急劇上升，且由于資源受限，會導(dǎo)致大量的丟包。為了最大限度降低海量M2M用戶加入后對H2H用戶造成的影響，本文將業(yè)務(wù)類型劃分為實時類與非實時類，對非

4、實時類M2M業(yè)務(wù)采用基于SCMA技術(shù)的無調(diào)度傳輸技術(shù)，對實時類業(yè)務(wù)以及非實時類H2H業(yè)務(wù)提出了分隊列分層上行調(diào)度策略，并通過調(diào)整隊列間調(diào)度比例，使得系統(tǒng)收益最大化。
　　3）考慮到未來5G網(wǎng)絡(luò)將采用UDN部署策略，多小區(qū)邊界交叉覆蓋區(qū)域?qū)⒆兊臉O其復(fù)雜，且由于M2M用戶具有低移動性，極易造成多個M2M用戶長期處于交叉覆蓋區(qū)域。本文針對該場景，提出了一種基于多種群粒子群算法的多小站負載均衡策略，通過多小站聯(lián)合控制交叉區(qū)域用戶的接入，來