5g系统接入网络性能优化研究

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1、朵击钟成Ｊ：葦ＵＮＩＣ３ＣＩＥＮＣＥＡＨＤ干巨ＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ嚇论文题目５Ｇ系统接入网络性能优化研究专业学位类别工程硕１：学号２０１３２２２６０３０８作者姓名ｍＭ指导教师张翼德副教授■Ｉ独剑性声明胃本人声明所呈交的学位论义畏本人在导师巧导Ｋ进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除Ｔ文中

2、特別加茲标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发裴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肯机构的学位或证书而使用过的材料。与－；我同：１作的同志对本研究所做的巧何贡献巧ｄ在论文中作了明滿的说明并表示谢意。〇＾＞（：作者蔡名：１心期年月（论义使用授权本学位论义作者完全／解化子科技火学巧关化留、使用学位论文的规定，，有权保留并向凹家有关部口或机构送交论文的复印件巧磁瑞允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论义的全部或部分内容编入有关数据库进行检崇，可Ｗ采用影印、缩印或扫描

3、等复制手段保存、汇编学位论义。（）保密的学位论文在解密后应遵守此规定签；籍：导名名师作者：＜＾１！月１期川年＾啤分类号密级注1UDC学位论文5G系统接入网络性能优化研究（题名和副题名）唐杰（作者姓名）指导教师张翼德副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016/5/14论文答辩日期2016/5/18学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonAccessNetw

4、orkPerformanceOptimizationof5GSystemAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:TangJieSupervisor:ZhangYideSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunication摘要摘要移动互联网的飞速发展极大促进了人们步入智能社会的步伐，为了构建全连接社会

5、，呈指数性增长的多元化终端将逐渐加入到移动通信系统中来，其中以自主通信为主的M2M设备将占据绝大多数。随着海量M2M设备的加入，将对以H2H通信为主设计的现网系统造成极大的冲击，其数量庞大、业务繁杂以及分布不规律的特性极大影响了接入网侧的性能，主要体现在随机接入过程、资源调度以及小区边界确定上。如何结合未来5G通信技术的发展趋势，在不更改现有H2H设备自身条件的前提下，提出针对接入网侧性能优化的策略将是迫切且极其重要的。本文始终围绕以H2H通信保障为基础，尽可能地满足M2M通信为前提，从优化随机接入过程着手，到提出新的调度策略以及边界负载均

6、衡策略，来满足未来移动通信场景需求。本文的具体内容如下：1）LTE系统的随机接入过程仍然是基于时隙ALOHA协议的，其性能的瓶颈随着用户数的递增而逐渐凸显出来，一旦海量M2M设备加入到竞争行列中时，将会造成H2H以及M2M用户的连接吞吐率急剧下降。为了改善该问题，本文提出基于虚拟ID自学习的M2M用户随机接入策略，既保障了系统整体连接吞吐率，还可满足多元M2M业务的不同接入时延需求。2）M2M设备以传感器为主，上行传输占其通信需求的绝大多数，当处于连接态发起业务请求的M2M用户数超过一定数量时，会使得调度复杂度以及调度时延急剧上升，且由于资

7、源受限，会导致大量的丢包。为了最大限度降低海量M2M用户加入后对H2H用户造成的影响，本文将业务类型划分为实时类与非实时类，对非实时类M2M业务采用基于SCMA技术的无调度传输技术，对实时类业务以及非实时类H2H业务提出了分队列分层上行调度策略，并通过调整队列间调度比例，使得系统收益最大化。3）考虑到未来5G网络将采用UDN部署策略，多小区边界交叉覆盖区域将变的极其复杂，且由于M2M用户具有低移动性，极易造成多个M2M用户长期处于交叉覆盖区域。本文针对该场景，提出了一种基于多种群粒子群算法的多小站负载均衡策略，通过多小站联合控制交叉区域用户

8、的接入，来使得该区域整体的吞吐率最优。关键词：M2M，随机接入优化，海量连接，小区边界，粒子群算法IABSTRACTABSTRACTThefastdevelopmentofMob