蜂窝网络中的设备到设备负载均衡
网络与互联网体系结构
2018-12-13 v5
摘要
蜂窝网络运营商广泛采用小蜂窝架构来增加网络容量。通过减小蜂窝的尺寸，运营商可以在一个区域内部署更多（低功率）基站以更好地满足不断增长的需求，而不会引起额外的干扰。然而，这种方法存在频谱时间效率低的问题。当一个蜂窝变小且覆盖的用户变少时，由于流量聚合不足，其总流量波动显著，并表现出较大的“峰均比”。由于运营商通常按峰值流量分配频谱，流量时间上的大幅波动不可避免地导致频谱时间效率低下。在本文中，我们提倡将设备到设备（D2D）负载均衡作为一种有用的机制，以解决小蜂窝架构的根本缺陷。其思想是利用蜂窝间 D2D 通信将流量从拥塞蜂窝转移到相邻的未充分利用的蜂窝，从而无需使用额外频谱即可服务流量，有效提高频谱时间效率。我们提供了理论建模和分析，以所有单个蜂窝的总频谱需求为指标来表征 D2D 负载均衡的收益。我们还以产生的 D2D 流量开销为指标推导了相应的成本。我们基于真实世界的 4G 数据轨迹进行了经验评估，以衡量实际设置下 D2D 负载均衡的收益与成本。结果表明，与没有 D2D 负载均衡的标准场景相比，D2D 负载均衡可减少 25% 的频谱需求，而代价仅为可忽略不计的 0.7% D2D 流量开销。
引用
@article{arxiv.1710.02636,
title = {Device-to-Device Load Balancing for Cellular Networks},
author = {Lei Deng and Yinghui He and Ying Zhang and Minghua Chen and Zongpeng Li and Jack Y. B. Lee and Ying Jun Zhang and Lingyang Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02636},
year = {2018}
}