LTE实现负载均衡和切换共同优化

1、LTE实现负载均衡和切换共同优化1引言最近引人注目的交通增长的移动互联网需要新的无线通信系统支持更高的数据速率。长期演进（LTE），已由第三的基因被标准化理性的合作伙伴计划（ 3GPP） 1 ，是一种很有前途 的技术已经应用到美国韩国。正交频分多址（OFDMA ）是通过在LTE的下行接入方案，由于其高的频谱效率和鲁棒性2 。在宽带无线通信，由于更广泛的带宽要求，LTE将使用比3G和2G更高的载波频率，并重建在较小的小区，或更多的小区需要覆盖同一地区。宽带正交频码分复用（OFCDM ）系统的两一二维（2-D ）传播研究的毛皮进一步增强数据速率峰值3 。因此，操作ING支出（OPEX ）大大增加。

2、更多的过去，在LTE蜂窝系统，如关键工序，汉族多佛（HO），更加频繁和复杂的。煤层不切换算法，它采用一列火车继 电器站，提出了降低切换失败概率5 。切换参数的手动设定是非常耗时的和人为的错误是不可避免的。因此，新的计划是必需的操作蜂窝系统。自组织网络（SON ）介绍3GPP调整的关键参数的自动7 。SON的主要功能包括自动建 立新的进化的节点 B （ ENB ），相邻小区列表更新，负载均衡（LB ），小区的停电补偿，等8 。 本文着重分析了两种基本的功能，即，流动的LB（ MLB ）和HO参数优化（HPO ）。LB被定义为一个自动化方案应对交通负 荷之间的不平等小区，使传动效率可以提高整个网络

3、。HPO的目的是最大限度地减少切换失败率和用户的连续服务保障。LB和HPO已经进行了广泛的研究。LB是基于小区吞吐技术实现。小说功率控制算法，提 出了在11 ，减少（或增加）的功率电平（或合同扩大）拥挤的覆盖（或加载）小区。另 一种方法是控制 普通信号波束覆盖模式，使尺寸形状的小区可以自动调整到平衡的服务小 区负荷12 。此外，传统方法HO提出了实现负载平衡，所选择的小区最重的物理资源块（ PRB）负担作 为源小区，与相邻细胞的最小的 PRBS的职业为靶小区13 。同时，理论分析为 LB进行, 考虑制定网络的比例公平（PF）在多小区的情况14 。无线资源管理（RRM）还介绍了在SON的优化。在

4、15 ，细胞特异性偏移是基于自动调整源小区和邻近小区的 有效载荷。一种新的两层 MLB （tl-mlb ）算法16 ，过载的小区可以从选择的靶小区周围 的小区层。LB是联合优化在蜂窝网络中的其他一些参数。在17联合调查LB和网络负载的作者在LTE多小区情况下的最小化。此外，部分频率复用策略和LB方案在18 联合优化，它提供了一个在线算法组成的间和小区内的切换机制的服务的用户和用户到达。最近，很多的关注已经收到 HPO方案。与参数设置比较用于软切换通常用在传统的码分多址（CDMA ）系统，参数用于 LTE的硬切换设置是 RRM方案19-21更敏感。HO失败率 和乒乓效应和比共高速优化用户19-2

5、0 。然而，随时间变化的影响，例如，速度和移动方向，不考虑。作者在21 提出了一种新的和参数优化算法， 它不需要额外的UE移动性估计，克服信道快衰落。在21 的仿真结果表明，HO失败率乒乓效应和 HO比值显著减少。上述文献不共同考虑的LB和HPO优化。实际上，这两种技术都可用于提高网络的每通过调整和参数性能。然而，该LB和HPO的要求可能会有一些反对信息通信技术。在某些情况下，22 ，在MLB允许有比HPO较高的优先级。作为一个结果，该HPO的成功率会下降。此外，该方案需要修改3GPP规范，这声明在LB细胞用户的QoS应该在非平衡小区相比具有更高的优先级的用户。在本文中，我们的目标是在寻找一个

6、为了实现更好的权衡之间的算法与HPC?L对LTE的子系统。在本文中，我们提出了一个动态调整算法，命名为CSF（CO满意度因素）共同MLB和HPO性能优化。首先，我们限制最大的无线链路失败（RLF）到CON组比常数值根据网络运营商的要求管理。 其次，我们提出了 CSF可提高两个RLF和用户满意度。然后， 提出CSF的算法优化。最后，在分析给出仿真结果显示的优点所提出的算法。2系统模型2.1个场景描述LTE系统由一个演进分组核心（EPC）,几个基站和许多用户设备（UE）构成。通过S1接口EPC和基站交换信息，而 X2接口之间提供基站信号管。如图 1所示，定期 N-hexagonal 小区结构被认为

7、在此图上。 基站部署在小区中心。 排除一般性，所有的用户被假定为具有相 同的数据速率的要求。图1。19定期六角形细胞与一个跨站点分布布局1000米的距离该服务的用户被分成两组。一个包含背景的用户， 是随机定位拓扑结构。 其他包含热点的用户，总是聚集在同一地点。这些用户移动在N小区时进行仿真，路径跟踪显示在图 1。信号对噪声和干扰比第U用户给出通过该公式(1)PLc, uP PLx(u),uNLc Pc 1 c X(u)其中p是每个小区发射功率eNB 。 X（ U ）代表服务 eNB的用户的ID U，PLC;是小区的基站之间总衰减C和用户U，其中包含的路径损耗的影响，阴影衰落和天线增益。加性高斯

8、白噪声，LC是小区的负荷，由此推导了信噪比（1），可实现的数据速率可以得到R U。假设恒定比特率（CBR）都等于0.5 Mbps，所以大量的由用户所需的资源，你可以表示为Nu DU 。给出了固定的 CBR TRA土 C, UE要么完全CBR或者他们完全不满R u意。因此，不满意的用户数作为本文的性能标准。虚拟负载 LC 定义为 u |x （u） cNuLc !。在uX（u） c代表在小区 C用户ID，Nt°t是物理资源块的总Ntot数量。可以看出，如果Lc 1，小区中的所有用户都能满足。然而，如果Lc 3，意味着只有三分之一的用户可以满足。小区负载被定义为物理资源块的所有用户所需要的

9、服务除以Ntot，这是由Lc min( Lc,1)定义的。在整个网络不满意的用户数，可以表示为ZN1maX0,Mc (1)。Mc是在小区C中c iLc的用户数量。性能分析，我们定义了一个负载分布指数也有类似的耆那教的公平性指数N2(1Lc(t)2衡量整个负载平衡度网络 24 ，这是由(t) 。其中是负荷分布指N ci(Lc(t)2数，T是时间。载荷分布指数为1时，小区负载间是完全平衡。较小的的值，其中的细胞的不平衡负载分布更糟糕的是。因此， LB的目标是最大化的参数。2.2性能指标主要H0指标(HPI )的HPO是由什么控制的时间，但没有完成( H0失败)，来回重复Hos两个基站之间(乒乓效应

10、，HO)，由HO弓I起的RLF的失败23 。然而，PING-PANG HO在没有用户的连接增加 HO倍，而HO失败不那么致命是因为 RLF它还允许用户与以 前的方式联系在一起。只有 RLF会引起掉话和用户服务中断。所以 RLF率通常被认为是最HPI的重要指标。在实际的网络中，该允许的最大 RLF率通常被限制到一个恒定值，它等于10%。如果RLF率高于 ，许多呼叫将会断线。所以最重要的指标RLF率及其局限性将作为的性能标准仿真分析表明。根据3GPP 25 ，一个RLF过程描述图。一旦控制信号或数据可以不交给 eNB，换句话说，上行链路块错误率大于上行链路接收阈值Qout，这一环节是观察在eNB异步链路。在这一刻，T1计时器起点。如果上行链路块错误率小于 Qin在 T1过期之前，上行数据传输恢复。然而，如果eNB UE仍异步，RLF程序引发的eNB同时启动T2定时器。上行传输恢复的连接方式是当eNB UE异步在T2过期之前。然而，如果UE经历时间长，程度深的衰落或位于小区边缘，eNB将重新分配物理资源后，T2是过期的，在实际系统中，Qout该UE需要回到空闲模式。T1和T2的确切值是基于系统的选择性能标