3G演进通信系统中的切换技术研究

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E-UTRAN系统作为演进型UTRAN系统,其结构越来越复杂,用户需求业务越来越丰富,无线资源管理在系统中的重要性也逐步提升。切换作为无线资源管理的重要组成部分,可以维持系统正常高效地运行,提高系统容量,满足各用户的QoS要求。本文以切换算法问题为核心,对E-UTRAN系统中采用的各种切换算法进行了研究,主要工作如下:   ①研究了E-UTRAN系统中基于接收信号强度(RSS)切换判决准则的切换算法。在讨论E-UTRAN系统切换过程及切换性能的基础上,研究基于RSS切换判决准则的切换算法,该算法是以经物理层处理过的接收信号强度作为切换判决的输入量,广泛地应用于E-UTRAN系统。研究基于RSS准则的切换算法时,衡量算法性能采用平均切换次数,掉话率和乒乓切换概率等参数,通过对切换过程进行仿真分析,考察切换门限值,切换滞后余量和切换触发时间对切换性能的影响。   ②研究了基于载波干扰噪声比(CINR)切换判决准则的切换算法。基于CINR准则的切换算法是以经物理层处理过的载波干扰噪声比作为切换判决的输入量,在对算法进行描述的基础上,设计仿真场景,仿真流程和仿真参数,然后对该算法进行仿真验证,并分析了仿真结果。仿真结果表明:切换门限值,切换滞后余量和切换触发时间对切换算法性能的影响如同基于RSS准则的切换算法,但其平均切换次数,系统掉话率和乒乓切换概率均高于基于RSS准则的切换算法。   ③提出了基于RSS和CINR联合切换判决准则的切换算法。基于RSS和CINR联合准则的切换算法综合考虑了RSS和CINR两种切换判决准则,以接收信号强度和载波干扰噪声比作为切换判决的输入量,只有接收信号同时满足RSS和CINR判决条件时才发生切换。通过设计仿真场景,仿真流程和仿真参数对基于RSS和CINR联合准则的切换算法进行仿真分析。仿真结果表明:基于RSS和CINR联合准则的切换算法综合了两种基于单一准则的优点,其平均切换次数和乒乓切换概率最小,系统掉话率高于基于RSS切换判决准则的切换算法,低于基于CINR切换判决准则的切换算法,可以认为是一种折中的切换算法。在研究基于RSS和CINR联合切换判决准则的切换算法的基础上,文中提出了一种综合考虑多种切换判决准则的理想切换算法设计思想。   ④提出了基于UE移动速度的切换算法。基于UE移动速度的切换算法是指在切换过程中,根据UE移动速度动态改变切换算法的切换门限值和切换滞后余量,提高切换算法的性能。仿真结果表明:基于UE移动速度的切换算法具有较高的平均切换次数和乒乓切换概率,但是其明显地降低了系统掉话率。   ⑤提出了在E-UTRAN系统中使用站址分集选择发射(SSTD)技术的方法。其主要设计思想是把E-UTRAN系统的系统带宽分为控制带宽和数据带宽两部分,控制带宽采用频率复用方式进行处理分为多个控制子带宽,每个控制子带宽与系统的单个基站进行通信,用来传递系统信息和切换控制参数;多个基站共享数据带宽,且任一时刻有且仅有一个基站通过数据带宽为UE传递数据。数值仿真验证结果表明:E-UTRAN系统采用SSDT技术,其中断概率小于采用硬切换技术的中断概率。
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