Handover performance for LTE-A and beyond heterogeneous networks

Abstract

ÖZETGelişen hücresel iletişim sistemlerinde, makro hücrelerin kapsama alanları içinde küçük hücrelerin de yer alması beklenmektedir; bu çok aşamalı düzenlemeler el değiştirme (handover) gibi hareketlilik yönetimi sürecine zorluklar getirmektedir. Uzun Süreli Evrim-Gelişmiş (LTE-Advanced) ağlar için el değiştirme parametrelerinin seçimi ve optimizasyonu önemlidir. Bunlara ek olarak baz istasyonları arası mesafe ve kullanıcı hızı da optimum el değiştirme tetikleme zamanını etkilemektedir. Bu tezde, makro hücre ve küçük hücreler arasındaki bölgeler arası mesafeye bağlı olarak heterojen ağlarda el değiştirme sürecinin performansını analiz edebilen bir model geliştirilmiştir. Bu modelde dikkate alınan parametreler; araç hızı, hareketlilik yönetimi parametreleri ve hücre büyüklüğüdür. Özellikle, en yaygın anahtar performans göstergeleri, el değiştirme ve telsiz bağlantısı başarısızlık olasılıkları, farklı tetikleme zamanları için elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kullanıcının hız (km / s) değerine ve makro-küçük hücre arasındaki uzaklığa bağlı olarak uygun tetikleme zamanını belirleyerek el değiştirme performansında bir iyileşmeye ulaşıldığını göstermiştir. 3. Nesil Ortaklık Projesi'nden elde edilen bazı önemli istatistikler, heterojen ağ benzetimlerinde el değiştirme sürecine ait şikayetler, aktarma işleminin değişken kanal koşullarındaki başarısızlık olasılığını incelemek için geliştirilmiş bir analitik modele dahil edilir. Simülasyon analitik sonuçları doğrulamaktadır.Anahtar Kelimeler: Alanlar Arası Mesafe, Devretme, Heterojen Ağlar, Tetikleme Süresi (TTT), Uzun Süreli Değerlendirme-Gelişmiş.

ABSTRACTThe upcoming cellular communication systems are expected to deploy small-cells within the macro-cells coverage areas; these multi-tire arrangements bring the challenges to mobility management process such as handover. Optimization of handover parameters for Long Term Evolution-Advanced (LTE-Advanced) networks is significant and choosing an appropriate time to trigger according to inter-site distance and user's velocity is essential. In this article, the considered parameters are vehicular user velocity, mobility management parameters, and cell size. We develop a model capable of analyzing the performance of handover process in networks of heterogeneous nature depending on the inter-site distance between a macro cell and small cells. Particularly, the most common key performance indicators, handover, and radio link failure probabilities are analyzed for different time to trigger values in order to provide a firm network. The results presented that the investigated technique achieved a betterment in the handover performance by choosing the befitting time to trigger value for the user in each macro-small cell distance for specific velocity (km/h). Some important statistics acquired from a 3rd Generation Partnership Project -complaint handover process in networks of heterogeneous nature simulator are extracted and integrated into a developed analytical model to scrutinize the failure probability of handover process within fluctuating channel conditions. The simulation confirms the analytical results.Keywords: Inter-Site Distance, Handover, Heterogeneous Networks, Long Term Evaluation-Advanced, Time to Trigger (TTT).