5G移动通信系统上行链路参考信号的应用研究

作     者：徐惠臣 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王向阳

授予年度：2020年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：上行链路参考信号 5G移动通信系统 移动性管理 

摘      要：毫米波通信、大规模多天线系统、超密集组网等新技术是第五代(5G,5th Generation)移动通信系统的关键性支撑技术。这些新技术要求5G无线接入网络实时、准确地获取用户终端的位置信息。通过对上行链路参考信号进行测量直接获取用户终端位置信息的方式可以满足这个要求。因此,上行链路参考信号在5G移动通信系统,特别是移动性管理问题中具有广泛的应用空间。本文主要研究上行链路参考信号在5G移动通信系统中的应用。首先,本文描述了上行链路参考信号在5G移动通信系统中的潜在应用场景,综述了上行链路测量、移动性管理方案和用户终端的位置管理等问题的研究现状,并介绍了5G系统网络架构以及基于下行链路测量的移动性管理技术。其次,本文描述了蜂窝移动通信系统的部署场景,介绍了基于上行链路参考信号的移动性管理的基本原理,建立了蜂窝移动通信系统部署场景的数学模型,设计了一种适用于移动性管理的上行链路参考信号,并研究了一种基于上行链路参考信号的移动性管理基本方案。然后,本文研究了无线资源控制非激活状态下的移动性管理增强方案,并将上行链路参考信号应用于用户终端的位置管理,提出了一种基于无线接入网通知区的上行链路移动性管理增强方案。本文在密集城区和高速移动两种部署场景中对基于无线接入网通知区的上行链路移动性管理增强方案的性能进行仿真分析。仿真结果表明,基于无线接入网通知区的上行链路移动性管理增强方案继承了基于上行链路参考信号的移动性管理基本方案在寻呼丢失率和用户终端功率损耗等方面的性能优点,同时降低了驻留小区基站、相邻基站和最后服务基站之间的信令交互开销。最后,本文研究了无线资源控制连接状态下的移动性管理增强方案,将上行链路参考信号应用于预切换方案,提出了一种基于上行链路参考信号的预切换方案。本文对基于上行链路参考信号的预切换方案的性能进行仿真分析。仿真结果表明,相比于传统的基于下行链路测量预切换方案,基于上行链路参考信号的预切换方案能够显著降低预切换过程的信令开销。而相比于基于上行链路参考信号的移动性管理基本方案,基于上行链路参考信号的预切换方案能够显著降低切换失败率。