论文总字数：23174字

摘 要

LTE-A是移动通信系统一项新技术，拥有网络性能稳定，传输速率快，业务功能齐全等众多优点，是当前热门研究之一。为了减少网络人工配置带来的不便，可以实现网络自组织、自配置、自优化、自修复自组织网络（SON）应运而生。

负载均衡技术是LTE-A系统SON自优化关键技术之一。本文分析了负载均衡技术的基本框架，负载均衡技术实现的几个关键要素，总结了一些前人成果，并在虚拟小区呼吸负载均衡算法的基础上提出了一种适用于intra-LTE的基于用户分布的负载均衡算法。在所提出的负载均衡方案中，过载小区通过分析6个特定区域内负载复杂度，选择相应的目标小区，实行用户切换，最后达到多小区的负载均衡。仿真结果表明，这一方案可以比传统方案更好地解决负载均衡问题。

关键词： LTE, SON, 负载均衡, 用户分布

RESEARCH ON THE TECHNOLOGY OF SON IN THE LTE-A SYSTEM -LOAD BALANCING TECHNOLOGY

Abstract

LTE-A is a new technology of mobile communication system, which has many merits such as the stable network performance , the fast transmission rate , the complete service function and so on. therefore LTE is one of the current hot research. In order to reduce the inconvenience caused by the artificial configuration of the network, self-organizing network (SON)was unrecognizable which can realize the network self-organization, self configuration, self optimizing, self repairing .

Load balancing technology is one of the key technologies of LTE-A system SON self optimizing. This paper analyzes the basic frame of load balance technology, some key elements of load balancing technology, summarizes some previous results, and proposes a UEs distribution based load balancing scheme for intra-LTE which is based on Virtual Cell-Breathing based Load Balancing. In the proposed load balancing scheme, the over load serving cells choose target cells by analyzing the load complexity of six specific location in the serving cells. And then, they start UEs handover to get the load balance of multiple cells. Simulation result shows that the proposed load balancing scheme can solve the problem better than the traditional schemes.

KEYWORDS: LTE, SON, load balancing, UEs distribution

目 录

第一章 绪论 1

1.1 LTE背景介绍 1

1.1.1 LTE 概述 1

1.1.2 LTE 技术特点 1

1.1.3 LTE 系统构架 2

1.1.4 LTE 需求 3

1.2 LTE自组织网络 3

1.2.1LTE自组织网络（SON）简介 3

1.2.2 LTE SON技术基本系统流程 5

1.2.3 LTE SON技术的研究意义 6

1.2.4 LTE SON技术标准研究进展[7] 7

1.2.5 LTE SON技术面临的挑战 7

第二章 LTE中的负载均衡技术 9

2.1 移动负载均衡技术简介 9

2.2 移动负载均衡过程 11

2.2.1 MLB系统框架 11

2.2.2 负载上报 11

2.2.3 基于切换的负载均衡行为 12

2.2.4 调整切换参数、小区重选参数 12

2.3 用户切换机制 13

2.3.1 UE测量事件 13

2.3.2 UE切换过程 15

2.4 MLB研究现状 17

2.4.1 基于虚拟小区呼吸的MLB 17

2.4.2 其他MLB算法 17

第三章 基于UE分布的负载均衡算法 19

3.1 算法内容 19

3.1.1 负载计算 19

3.1.2 UE转移区域及复杂度计算 20

3.1.3 假设切换过程与切换后后小区负载计算 20

3.1.4 多跳MLB过程 21

3.2 算法流程 22

3.3 仿真与性能评估 23

3.3.1 仿真模型 23

3.3.2 仿真结果分析与性能评估 25

第四章 结束语 28

4.1 全文总结 28

4.2 下一步工作 28

致谢 29

参考文献（References） 30

绪 论

1.1 LTE背景介绍

1.1.1 LTE 概述

自上世纪80年代以来，移动通信行业迅猛发展，90年代的GSM等网络技术的发展与普及，使得全球移动通信业务获得了巨大成功。随着客户需求的日益增加，业务水平要求的不断提升，各类信息都必须得到及时的处理与传输，这就要求移动通信系统传输速率的不断提升，传输过程的更加稳定。为了适应业务带宽、网络覆盖等多方面的需求，第3 代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)启动了通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS)技术的长期演进(Long Term Evolution, LTE)项目[1]。

近年来，为了对抗WiMAX等通信领域的无线宽带接入技术的不断发展带来的市场危机，3GPP开始研究超越3G要求的网络技术这就是LTE-准4G技术，是建立在3G网络技术的技术基础上的。LTE最显著的改变就是在空中接口上使用频分多址技术（OFDM/FDMA），而不是之前2G，3G所广泛使用的码分多址技术（CDMA）。与此同时，广泛使用多输入多输出技术（MIMO）来提高数据传输速率，提高网络性能。在网络架构领域上，LTE使用全新的扁平结构[2][3]，抛弃了UMTS标准始终使用的无线网络控制器（RNC）节点。LTE终于在4年的艰苦研究过后，基本完成了她的标准化工作。从目前的市场来看，LTE符合世界上大多数运营商和用户业务的需求，已经成为未来宽带通信的主流标准之一，为3GPP运营商铺了一条较为平滑的LTE-Advanced演进之路。借助LTE标准的基本完成，3GPP标准也可以展望一下之后的一段时间，可以力压其他无线宽带网络技术标准。

LTE 技术可以说是介于3G 与4G 技术之间的一个过渡，俗称3.9G 或超3G。LTE 可以做到只用20MHz频谱带宽，还能够提供下行326Mbps和上行86Mbps的峰值速率。这样既可以改善小区边缘用户的用户体验，同时提高了小区的容量和小区资源利用率，降低系统时延。LTE 在现实社会中非但可以实现移动高清电视等业务，而且更高的带宽也意味着行走多媒体时代的提前到来。

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