LTESON下移动负载均衡和移动健壮性优化的冲突研究毕业论文

编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目： LTE SON 下移动负载均衡和移动健壮性优化的冲突研究学 院 名 称 ： 通信与信息工程学院学 生 姓 名 ： 张冲专 业 ： 通信工程班 级 ： 0110708学 号 ： 07010817指 导 教 师 刘占军：答辩组 负责人 ：填表时间： 年 月重庆邮电大学教务处制重庆邮电大学本科毕业设计（论文）I摘 要随着移动通信市场需求的蓬勃发展和无线通信技术的迅猛发展，各种移动系统解决方案不断出现。面对下一代无线网络的部署和运营，传统的网优网规方式难以人工方式完成，成本急剧增加。因此，为了提高性能和操作效率，降低成本，SON(Serf Organizing Network)技术应运而生。移动健壮性优化和移动负载均衡是自组织网络的两个重要职能。移动健壮性优化的目的是尽量减少切换问题，而移动负载均衡的目的是应付小区之间的业务负荷不均衡。虽然这两种功能相互独立运作，但是它们之间存在着密切的联系，因为他们都选择调整切换参数作为优化方式。当他们在相反的方向调整同样的切换参数时，就可能会发生冲突。论文研究了移动健壮性优化和移动负载均衡的工作原理，找出了产生冲突的原因，并拟定了解决方案。通过制定的算法仿真，得到了不同参数设置下移动负载均衡的工作性能。仿真结果表明，本文提出的解决方案和算法是可行的。【关键词】LTE SON 移动负载均衡 移动健壮性优化 冲突重庆邮电大学本科毕业设计（论文）IIABSTRACTAs mobile communications market demand boom and the rapid development of wireless communication technology, various mobile system solutions appear constantly，The face of the next generation of wireless network deployment and operation, Traditional network planning and network optimization methods can not be done manually, so the cost increased dramatically, Therefore, in order to improve performance and operational efficiency, reduce costs, SON (Serf Organizing Network) technology came into being.Mobility Robustness Optimization and Mobility Load Balancing are two important functions in SON. MRO aims to minimize handover problems, while MLB aims to cope with the unequal traffic load between cells. Although the two functions operate independently with each other, there is a close correlation between them, as they both choose adjusting handover parameters as optimization actions. Its possible that the conflict occurs when they adjust the same handover parameter in opposite directions.The thesis research the mobile robustness optimization and mobile load balance principle of work and find out the causes of conflict，and to develop a solution as well. Through the simulation of the proposed algorithm, we get different parameters Settings mobile load balancing work performance. Simulation results show that the proposed solution and algorithm is feasible.【Key words】LTE SON Mobility Load Balancing Mobility Robustness Optimization Conflict重庆邮电大学本科毕业设计（论文）III目 录前 言 .1第一章 LTE 发展背景 .2第一节 移动通信的发展概况 .2第二节 LTE 系统的应用与发展 .3一、LTE 市场背景和技术背景介绍 .3二、3G 标准版本的演进 .4三、3GPP LTE 的发展 .6第三节 LTE 的项目计划和主要性能目标 .6一、LTE 的主要性能指标 .6二、 LTE 关键技术及进展情况 .7第四节 LTE 的系统架构 .9一、接入网体系结构 .9二、无线接口协议架构 .10第五节 本章小结 .13第二章 LTE SON 的发展及其关键技术 .14第一节 认知网络 .14第二节 SON 的主要功能 .15第三节 SON 的技术架构体系 .18第四节 SON 的关键技术 .19一、自动邻区关系 .20二、覆盖和容量的优化 .21三、RACH 优化 .22四、移动负荷均衡优化 .23五、移动健壮性优化 .23第五节 本章小结 .24第三章 负载均衡与健壮性优化冲突分析 .25第一节 移动负载均衡 .25一、负载均衡技术 .25二、LTE 负载均衡机制分类 .26三、负载均衡流程 .26重庆邮电大学本科毕业设计（论文）IV第二节 移动健壮性优化 .28第三节 冲突产生原因的分析 .29一、LTE 中的切换触发 .29二、移动负载均衡的工作原理 .31三、移动健壮性优化的工作原理 .31四、冲突产生的原因 .32第四节 本章小结 .33第四章 解决方案与仿真性能分析 .34第一节 解决冲突的方案研究 .34第二节 算法的设计 .37第三节 仿真性能评估 .39第四节 本章小结 .41结 论 .42致 谢 .43参考文献 .44附 录 .45一、英文原文： .45二、英文翻译： .59三、源程序： .71重庆邮电大学本科毕业设计（论文）1前 言面对下一代无线网络部署和运营，为了减少运营成本和维护成本，运营商一方面需要在网络建设时投入大量工作，比如规划、配置、优化、计算、调整、测试、预防错误、减少失败、自我恢复等工作。另一方面，需要简化用户的使用流程，比如 Home NodeB 设备，用户希望买回家的是一个即插即用设备，一上电就能够自动获取配置运行。因此，人为因素对网络的影响将越来越小，自配置、自优化、自适应和自修复将成为下一代移动网络的必然趋势。SON 作为新生技术，其发展有赖于成熟的网路技术及实际应用验证的逐步推进。作为自组织网络的两个重要职能，移动健壮性优化和移动负载均衡虽然相互独立运行，但是它们之间却有着密切的联系。这也导致了它们在同时运行时可能会彼此影响，从而产生冲突。这也是本文的设想，本文的主要目的就是要研究如何能够有效的避免其冲突的产生，而不影响他们的工作效率。论文主要工作为分析这两个功能之间产生冲突的可能原因，并拟定一个切实可行的解决方案，再编写程序对方案可行性和有效性进行仿真验证。重庆邮电大学本科毕业设计（论文）2第一章 LTE 发展背景第一节 移动通信的发展概况移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中进行信息交流的的通信方式，它是当今世界上最先进的通信方式之一。蜂窝式移动通信，就正式商业运营而言，至今也不过只有 20 多年的历史，就其发展历程看，大约每 10 年就更新一代，目前正处于第二代移动通信和第三代移动通信的交接期。移动通信从第一代模拟移动通信系统开始发展至今，主要历程如下 1：第一代移动通信系统(1G)，接入技术采用频分多址 (FDMA，Frequency Division Multiple Access)，并以模拟语音技术为核心，其典型系统为美国的AMPS(Advanced Multiple Phone Service)，北欧的 NMT(Nordic Mobile Telephony)和英国的 TACS(Total Access Communication System)；但现在这种系统已经基本被淘汰；第二代移动通信系统(2G)，接入结束主要分为时分多址 (TDMA，Time Division Multiple Access)和码分多址(CDMA，Code Di、 ，ision Multiple Access)两种，并以数字语音传输技术为核心，其典型系统为 GSM(Global System for Mobile System)和 IS 一 95；基于 2G 与 3G 之间的过渡系统(2.5G)，增强数据业务支持，相对 2G 在数据的传输速率和频率效率上有所提高，典型系统包括通用无线分组业务(GPRS，General Packet Radio Service)和增强数据速率的 GSM 演进(EDGE，Enhanced Data rates for GSM Evolution)；第三代移动通信系统(3G)，主流技术为 CDMA 技术，通过增强的空中接口，提供更高速率和宽带数据的传输，典型系统包括 WCDMA，CDMA2000和 TD SCDMA；增强型 3G 系统，原 3G 系统中增强空中接口功能，并部分调整原 3G 系统的核心网结构，支持更高速率和更高可靠性的数据传输，强调提供无处不在(连续覆盖 )、高移动性、全业务(语音和数据) 以及更高数据速率的移动通信，具重庆邮电大学本科毕业设计（论文）3体包括高速下行链路分组接入(HSDPA，High Speed Down link Package Access)和高速上行链路分组接入(HSUPA，High Speed Up link Package Access)，CDMA2000 lxEV 以及 TDSCDMA 的增强型技术等；演进型 3G 系统(E3G ， Evolved 3G)，是 3GPP LTE(Long Term Evolution)和 3GPP2 LTE 系统的切换技术研究 AlE(空中接口演进 )项目的统称。该项技术名为“演进” ，实则是一场技术革命。第二节 LTE 系统的应用与发展一、LTE 市场背景和技术背景介绍 伴随 GSM 等移动网络在过去的二十年中的广泛普及，全球语音通信业务获得了巨大的成功。目前，全球的移动语音用户已超过了 18 亿。同时，我们的通信习惯也从以往的点到点（Place to Place）演进到人与人。 个人通信的迅猛发展极大地促使了个人通信设备的微型化和多样化，结合多媒体消息、在线游戏、视频点播、音乐下载和移动电视等数据业务的能力，大大满足了个人通信和娱乐的需求。尽量利用网络来提供计算和存储能力，通过低成本的宽带无线传送到终端，将有利于个人通信娱乐设备的微型化和普及。GSM 网络将演进到 GPRS/EDGE和 WCDMA/HSDPA 网络以提供更多样化的通信和娱乐业务，降低无线数据网络的运营成本，已成为 GSM 移动运营商的必经之路。但这也仅仅是往宽带无线技术演进的一个开始。WCDMA/HSDPA 与 GPRS/EDGE 相比，虽然无线性能大大提高，但是，在 IPR 的制肘、应对市场挑战和满足用户需求等领域，还是有很多局限。面对高速发展的移动通信市场的巨大诱惑和大量低成本，高带宽的无线技术快速普及，众多非传统移动运营商也纷纷加入了移动通信市场，并引进了新的商业运营模式。与此同时，用户期望运营商提供任何时间任何地点不低于 1Mbps 的无线接入速度，小于 20ms 的低系统传输延迟，在高移动速率环境下的全网无缝覆盖。而最重要的一点是能被广大用户负担得起的廉价终端设备和网络服务。 这些要求已远远超出了现有网络的能力，寻找突破性的空中接口技术和网重庆邮电大学本科毕业设计（论文）4络结构看来是势在必行。与 WiFi 和 WiMAX 等无线接入方案相比，WCDMA/HSDPA 空中接口和网络结构过于复杂，虽然在支持移动性和 QoS 方面有较大优势，但在每比特成本、无线频谱利用率和传输时延等能力方面明显落后。根据 3GPP 标准组织原先的时间表，4G 最早要在 2015 年才能正式商用，在这期间传统电信设备商和运营商将面临前所未有的挑战。用户的需求、市场的挑战和 IPR 的制肘共同推动了 3GPP 组织在 4G 出现之前加速制定新的空中接口和无线接入网络标准。2004 年 11 月，3GPP 加拿大多伦多“UTRAN 演进”会议收集了无线接入网 R6 版本之后的演进意见，在随后的全体会议上，“UTRA 和 UTRAN 演进”研究项目得到了二十六个组织的支持，并最终获得通过。这也表明了 3GPP 组织运营商和设备商成员共同研究 3G 技术演进版本的强烈愿望。二、3G 标准版本的演进3GPP 组织通过制定相关标准来实现网络的平滑过渡，保证未来系统的后向兼容性，并同时支持“轻松”建网及系统间的漫游和兼容。