LTE系统中网络信令负载优化研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS(电子科技大学图标)论文题目LTE系统中网络信令负载优化研究学科专业通信与信息系统学号201221010521作者姓名郑灵杰指导教师李龙江副教授分类号密级注1UDC学位论文LTE系统中网络信令负载优化研究郑灵杰指导教师李龙江副教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015.03.26论文答辩日期2015.05.18学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人

2、注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonImprovingSignalingLoadInLTESystemAMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:ZhengLingjieAdvisor:ProfLiLongjiangSchool:SchoolofCommunicationandInformationEngineering独创

3、性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

4、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着移动互联网的快速发展，智能设备上所运行的应用出现多样化发展趋势，移动数据业务得到了繁荣发展。然而广泛普及的智能设备以及多样化的移动数据业务却给当前的移动蜂窝网络带来了巨大压力。当前移动数据业务流量呈现出以下特征：网络连接频繁，实时在线，频繁突发的小数据包传输等。这些流量特点会导致网络控制信令资源被大量消耗，造成网络信令过载以及网络拥塞，这也就是近年来为人们所熟知的信令风暴问题。作为未来移动通信的主流技术，4GL

5、TE网络已经得到了大力发展和普及。然而，LTE协议设计之初并未针对该类问题进行优化，在4GLTE网络广泛商用之前有必要未雨绸缪，提前针对网络信令过载问题设计优化方案。在这种背景下，本文展开了对LTE系统中网络信令负载优化方案的研究，主要包括：首先，从LTE协议的角度研究分析LTE网络中信令过载问题，指出由于当前移动数据业务流量特征导致的频繁RRC状态转换是引发信令过载的主要原因。通过收集资料与阅读文献，本文对LTE系统中网络信令负载的现有优化方案进行总结分析，随后本文同时分析并总结了移动数据业务流量特征与建模方案。其次，参考现有文献中基于泊松分布与马尔

6、科夫模型的分析方法，本文从理论分析的角度进一步扩展并提出改进模型，同时应用改进模型对UE功耗及网络信令负载进行了定量分析。而后在功耗约束条件下，运用改进模型对网络信令负载进行优化分析。最后，由于现实场景中往往是多业务并发或交替运行，其数据流量特征往往十分复杂且难以模拟或预测。本文提出一种基于ON-OFF模型与泊松分布的多业务流量建模方案，从物理意义上模拟数据业务在时域上的流量特征。同时，本文针对这种复杂业务与流量场景提出了一种网络信令负载优化方法：RRC连接释放定时器动态调整机制。通过实际的数值仿真，验证了该优化方法可以有效控制网络信令负载在安全水平内

7、。关键词：LTE，RRC状态转换，非连续接收机制，信令负载优化，流量建模IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmobileInternet,thedevelopmentofmobileapplicationstrendstobemoreandmorediversified,meanwhile,themobiledatatrafficushersinaperiodofprosperityanddevelopment.However,widespreadsmartdevicesandthediversified

8、mobiledatatrafficputalotofpressureonthecurrentm