异构网络综述性调研.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑异构网络综述性调研 异构网络中文综述 提高系统容量的关键技术总体上可以分为三类：第一类为提高频谱效率，包括采用多天线技术(MIM0)、高阶调制技术、非正交多址等方法；其次类为拓展频谱带宽，例如采用新的目前没有被授权的频谱(毫米波技术)以及载波聚合技术等；第三种为增加网络基站密度，通过缩小小区半径部署更多的基站，提高并大量的复用频谱资源，从而增加系统容量，例如异构网络(HetNet)技术以及更进一步的超密度网络(UDN)技术等，其中UDN技术通过在热点区域部署极大数量的节点，并可以采用频点更高的毫米波，以更大的频谱带宽为低移动速率高速率需求的用户供给极短距离的高速通信 HetNet技术将是带来无线网络容量增长以应对未来数据流量陡增的一种实时有效的途径在传统宏蜂窝网络层中，通过部署大量低功率的微基站(PBS)、家庭基站(FBS)、中继(Relay)等接入点，形成低功率节点(LPN)层，提高并大量复用频谱资源,并针对性地部署(例如在热点区域或者宏基站笼罩空洞区域部署)，以得志部署地区对容量的需求 在HetNet中，LPN的大范围部署虽然可以显著提高系统的容量，缓解传统同构蜂窝网络中的热点/空洞笼罩问题，但是也会使得通信网络变得更为繁杂，进而带来一些新的难题和挑战。

本小节将对HetNet技术所面临的主要挑战举行分析和探讨 （1）HetNet中负载均衡的挑战 在传统的同构蜂窝网络中，用户接入基站的标准通常是对比自身与基站之间的链路质量，并直接选定链路质量最好的基站接入，例如用户通常会选择信干噪比(SINR)最高的基站作为服务基站，即Max-SINR接入准那么但是从表1-1可以看 出HetNet中不同类型基站的笼罩范围甚至会相差几个量级，假设采用传统的用户接入方式，如图1-4所示，即使将LPN部署到热点区域，用户接收到的MBS的链路质量可能照旧会高于LPN，从而导致网络负载严重不均衡的问题，即大片面用户照旧接入MBS，而LPN中只有很少甚至没有服务用户的处境 从网络侧看，网络负载的不均衡问题导致网络中的负载不能有效的分流到LPN，从而限制了小区分裂增益的提升以及资源的有效利用从用户侧看，根据容量公式，用户吞吐量的提升主要来源于两个因素，即信道条件及可用资源尽管采用Max-SINR的接入准那么会使得用户总是接入到信道条件最好的基站，但是由于MBS服务大量的用户，使得每个MBS用户所获得的资源过少，因此其吞吐量性能很难获得有效的增益。

相对而言,将片面用户接入到信道条件次优的LPN，虽然信道条件相对于接入MBS有所下降，但是由于LPN可以供给更多的资源(用户可以获得更多的调度机遇)，完全可以弥补信道条件下降带来的损失，从而大幅度的提高用户的吞吐量性能因此针对HetNet技术，需要设计新的用户归属准那么，将片面MBS用户强制性接入到LPN，举行网络负载的分流，均衡MBS与LPN之间的负载，充分利用LPN中的闲置资源，提升网络的资源利用率 （2）HetNet中干扰管理的挑战 在HetNet中，不同类型的基站组成了不同的层，例如MBS层、PBS层以及FBS层等，层与层之间的频带调配方式主要分为三种类型：共信道部署方式，即MBS与LPN层共用一致的频谱资源；片面共信道部署方式，即将片面频谱资源划分给LPN层，而其他片面的频谱资源给LPN和MBS共用；专用信道部署方式，即将频谱资源划分为正交的两片面，其中一片面划分给MBS使用，而另外一片面划分给LPN使用 （3）HetNet中能效优化的挑战 从基站端看，LPN相对于MBS是一种更为经济节能的基站类型，由于其不需要空调等高能耗单元维持正常的运转，相较于MBS在满放射功率下场景下 (43dBm)需要224『的能耗，LPN在满功率放射场景下(放射功率为37dBin)，其能耗为69FF，而在LPN没有负载时，其只需要39W即可以维持正常运行HetNet能耗随LPN个数增长的趋势，可以看出部署LPN带来系统能耗的大量上升(LPN个数为4时,系统能耗上升144%)，并且会随着LPN密度的增加呈现类似于线性增长趋势。

即使采用DTX技术，假设仅仅将没有负载的LPN设置成DTX状态，其节能效果也分外有限，例如在LPN个数为10时，只可以带来10%的节能效果经估计,到2022年,全球约部署1亿个LPN，需要消耗4.4TWh的能量，将会带来大量的运营本金和二氧化碳排放因此如何降低HetNet中的能耗成为HetNet技术进展的关键，也是LPN能够大规模部署的重要前提 小小区 随着宽带无线通信技术的急速进展、人们通信方式发生了变更，从最初语音和短消息业务逐步蜕变成宽带多媒体数据业务，并且数据业务占用户业务总量的比例逐年增高LTE技术的进展，对室外笼罩、容量性能有很大提高但由于高载波频率有较大的衰减损耗以及墙壁损耗，据统计，在宏蜂窝的笼罩下，大量数据业务发生在室内，有近45%的家庭用户和30%的企业用户的室内信号不梦想因此，人们梦想在室内环境中可部署短距离和低功耗的无线网络，用于改善室内笼罩，小型基站(Small Cell)等引入，为室内用户供给了高效的服务质量随着网络布局的扁平化进展和Small Cell的参与，移动网络更加繁杂化，运营商为了更好地管理网络，提出了自组织网络(SON)的概念，使网络可实现自配置、自组织以及自优化等。

由于Small Cell是放给用户的自配置设备,SON管理方法尤其重要,其 SON 技术要求较高,要求 CCO (Coverage and Capacity Optimization,笼罩与容量自优化)能实时有效地实现LTE Small Cell混合组网中笼罩与容量自优化LTE宏蜂窝与Small Cell混合组网的繁杂通信环境下,存在网络拥塞和负载不均衡等问题移动负载均衡作为SON的重要功能之一,处理基站间业务量的不均衡,通过对过载基站业务的负载分流以及对闲置资源的借调,从而提高资源利用率和用户业务服务质量,将超载基站的业务负载分流到轻载基站由于LTE宏蜂窝与Small Cell混合组网的网络繁杂性,家庭基站、Small Cell等小基站的兴起,宏基站移动负载均衡算法已不适合目前的网络,负载的变化繁杂,使得研究LIE与Small cell混合组网的移动负载均衡算法迫在眉睫 — 5 —。