超密集网络简述--论文阅读笔记

超密集网络（UDN）的定义
分为两种：（1）根据基站数和用户数的关系来定义，即基站密度远大于用户密度的网络。
　　　　　（２）直接根据基站密度来定义为大于1000/平方公里。
　　　　　
网站中功能类型节点分类：微微小区、毫微微小区、中继、RRH（射频拉远头）
微微小区：覆盖范围在100平米内的基站，可被部署在室内或者室外，其回程链路与大的宏基站回程链路相似，主要作用是增加容量，由运营商部署。
毫微微小区：由用户自己部署的，位于室内的小功率节点，通常覆盖范围只有几十米。
中继节点：由运营商部署，目的是为了改善宏小区边缘的覆盖情况，且其回程链路属于无线回程链路。
RRH：对中心基站的扩展节点。

UDN存在的问题：用户周围存在大量覆盖范围较小的小小区，小区数远大于用户数。存在：小小区的开关是否节能、小小区之间的相互干扰、运营商无法保证众多小小区配备高速低时延的回程，回程容量会限制无线接入容量等。

UDN密集化方式：水平面密集化
　　　　　　　 　垂直面密集化（需要对蜂窝网络进行3D建模，包括3D信道建模）
　　　　　　　 　
UDN架构两种形态：集中式架构、分布式架构

UDN网络性能指标：覆盖率、中断概率、频谱效率、面积频谱效率、网络吞吐量、能量效率和公平性。

UDN移动性管理问题：切换频繁导致信令负载过重、用户出现在小区边缘概率增加、用户进行频繁测量上报会导致UE能耗增加等。

为解决UDN移动性管理存在的问题：
1.新的网络架构
（1）双连接网络：用户同时连接到主基站和辅基站，主基站主要负责RRC信令传输，辅基站主要分流用户面数据。
（2）虚拟小区：又称为以用户为中心的小区，通常由用户的多个小小区协作传输来构成一个虚拟小区，并且随着用户的移动，虚拟小区所具有的物理小小区发生变化。优点：消除边缘用户，小区的协作传输增大了容量，虚拟小区不存在切换概念，很大程度改善用户移动性体验。
（3）虚拟层网络：将网络分为实际层与虚拟层，在虚拟层上负责移动性管理、广播等，实际层负责实际数据传输。只要用户处于相同的虚拟层，则不需要小区重选及切换。
（4）移动性锚点（物理节点）解决方案：宏小区充当锚定基站，作为移动性锚点，或使用新的节点作为移动性锚点，用户终端在某个小区簇内进行移动时，使用同一个移动性锚点，负责传输控制面信息，小区簇内其他小小区负责传输用户面数据信息。优点：避免了小小区之间的信令交互，控制面信令全部交给中央锚点处理。
2.切换参数设定
切换参数包括：迟滞门限、TTT（Time To Trig）等，LTE中，设定合适的TTT能够有效避免乒乓切换，因为A3要求终端在时间TTT内都满足判决条件才执行切换。对于UDN，较大的TTT可能会导致切换过晚，进而导致切换失败，所以UDN需要对切换参数进行重新设定。

3.改进切换流程机制
切换机制改进：主要包括无线链路失败模型、改进切换触发、改进候选小区排序准则等。

无线链路失败原理：当服务小区信号加干扰噪声比SINR低于某个阈值时会触发计时器，满足一定时间后即宣告无线链路失败。如果这段时间SINR高于某个阈值，则停止计时，连接恢复。
改进切换触发：例如跳切换，即用户选择跳过某些切换，牺牲某些情况下的最佳连接，作为减少切换频率、降低切换时延的代价。
改进候选小区排序准则：传统的候选小区排序的原则是根据RSRP进行排序，最终切换发起的目标小区是排序后小区列表的第一个小区。在超密集情况下，仅仅根据RSRP来进行排序指标会影响切换的性能，常用的方法有基于多目标决策、贝叶斯决策等。

4.新的移动性测量机制
　　在UDN中，由于小区边缘情况增加，用户会经常测量周围的小小区，频繁的测量会导致很大能耗。LTE中采用DRX周期机制来进行测量，DRX周期分为接收期和休眠期，用户只在接收期进行测量。在UDN中，对于高速移动时或者具有较长DRX周期时，可能用户已经移出本小区的覆盖范围需要进行切换时，系统还处于DRX休眠期，则会导致切换和无线链路失败。