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移动通信随着用户需求的不断增长,向着更大容量、更高速率、更广覆盖迅速迈进,继LTE(Long Term Evolution)之后,为了满足和超越IMT-Advanced提出的需求,3GPP提出的长期高级演进(LTE-Advanced),采用了多种关键技术(中继、载波聚合、多点协作传输、异构网干扰协调和负载均衡等),完全兼容LTE。LTE-A不仅能极大提高网络的整体组网性能,还可以使小区边缘吞吐量和系统的频谱效率得到很大改善,这使得LTE-A成为时下最热门的无线通信技术和研究热点。 目前,结构单一的蜂窝网络已经不能满足越来越复杂的用户需求,宏蜂窝-小小区联合部署的双层异构网络成为目前增强小区覆盖范围、提高系统容量和支持海量家庭/企业的应用的非常有前景和潜力的解决方案。当用户在移动过程中穿越了不同小区的覆盖区域,为了确保通信的可靠性和连续性,切换过程会被触发,切换是RRM(无线资源管理)中极为重要的环节,在未来的通信系统中,用户的移动性特征会更加明显,对系统容量的要求也会越来越高,在通信过程中需要有更智能和快速切换算法,保证通信的顺畅,降低切换时延以及切换失败率,获得更好的用户体验。 本文首先对现有切换算法的研究现状进行了调研和归纳总结,接着简要介绍了LTE-A系统的网络架构和主要的几个关键技术,并论述了切换的基本概念、分类、以及算法流程。传统的切换算法考虑的因素较为单一,近几年,许多改进的切换算法被提出,但对采用预估技术的切换算法研究仍然较少,本课题采用LTE-A宏小区-小小区双层异构网络模型,从三个不同方向设计了不同的预测切换算法,分别是: 1)基于负载均衡和多因素决策的切换预估算法; 2)基于性能指标最优化的切换预测算法; 3)基于网络参数预测的切换算法。 根据不同的侧重点,分别做了算法性能仿真验证,结果显示,本课题提出的三种切换机制在改善切换时延、保证业务的连续性和无缝切换、预防乒乓切换、改善小区负载以及降低能耗等不同方面均比传统切换算法更优。