【摘 要】
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随着移动互联网和物联网各类新型业务和应用不断涌现,将带来数据流量的激增以及超过500亿量级的终端设备连接。超密集网络在室内外热点密集部署低功耗小基站,是解决5G移动网络数据流量爆炸式增长的有效方案。但由于通过基于有线光纤的回程连接密集部署,成本高昂,为了解决这个问题,第三代合作伙伴计划提出了接入回传一体化（IAB）体系结构。对于5G超密集网络,小小区的超密集部署与IAB节点的移动性会带来诸多待解决
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随着移动互联网和物联网各类新型业务和应用不断涌现,将带来数据流量的激增以及超过500亿量级的终端设备连接。超密集网络在室内外热点密集部署低功耗小基站,是解决5G移动网络数据流量爆炸式增长的有效方案。但由于通过基于有线光纤的回程连接密集部署,成本高昂,为了解决这个问题,第三代合作伙伴计划提出了接入回传一体化（IAB）体系结构。对于5G超密集网络,小小区的超密集部署与IAB节点的移动性会带来诸多待解决的问题。如何利用有限的资源获得更大的网络容量,满足更多用户的需求是亟待解决的问题。另外,在超密集组网下,由于移动IAB节点的大规模部署以及网络中业务量的实时变化,会出现轻载节点或者无服务对象的节点,造成不必要的功率损耗和对其它节点的干扰。在高速移动的火车场景中,频繁的供体节点间切换会导致更长的用户服务中断。针对上述挑战,本文为提高网络吞吐量、降低网络能量损耗、减小用户服务中断,开展了以下工作:首先,本文开展超密集组网下基于静态IAB的资源分配策略研究。基于工作在毫米波频段下带内回程的IAB架构,把来自相邻IAB节点和下一代基站的同频干扰、不同的用户速率需求考虑在内,提出一种新的资源分配方案。通过在接入和回传链路上进行频谱和功率的联合分配,以实现用户速率需求得到满足的同时,最大化网络容量。将所构建的优化问题通过对数近似和一阶泰勒展开转化为凸优化问题,并通过提出的基于顺序凸规划方法的资源分配方案求解得到最优解。仿真结果表明,所提资源分配方案在公平性能、吞吐量、频谱效率等方面都优于其他方案,在保证用户服务质量的情况下,网络容量也提高了不少。然后,本文开展超密集组网下基于移动IAB的切换策略研究。针对由于节点迁移导致的用户服务中断过长问题,从不同角度进行分析,提出两种切换方案来实现拓扑自适应的增强。方案一是基于位置预测的供体节点间切换机制,在该方案中,引入预测部分和控制平面双连接部分。首先进行位置预测;然后基于预测结果提前进行拓扑安排,建立控制平面双连接,以实现接近于0毫秒的用户服务中断。方案二是基于额外预先通知信令的供体节点间切换机制,在迁移节点收到无线资源控制重配置消息之后和donor-CU1发送SN状态转移消息之前,添加两条信令使用户提前做好切换准备是一种可能的解决方案。结果表明,所提出的拓扑自适应增强方案可以使由于IAB节点迁移导致的用户服务中断被大大减小,用户的服务质量得到很大提高。最后,本文开展超密集组网下基于移动IAB的节能策略研究。提出了一种用于移动IAB节点的节能方案,包括基于休眠信息的IAB节点的去激活机制和基于业务超载或节点拥塞信息的IAB节点的激活机制,同时,提出了两种用于节点激活的触发方式,分别为业务超载触发和节点拥塞触发,更有针对性地确定是否激活IAB节点,从而实现移动IAB节点的节能。仿真结果表明,所提出的用于移动IAB节点的节能方案对网络吞吐量影响不大,还可以有效地减小能量损耗。
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