16、毫微微蜂窝网络分布式同步算法及宏 - 毫微微异构网络下行功率设置方案

毫微微蜂窝网络分布式同步算法及宏 - 毫微微异构网络下行功率设置方案

毫微微蜂窝网络分布式同步算法

在无线通信领域，毫微微蜂窝（Femtocell）的同步至关重要。它就像典型的宏蜂窝一样，需要一定程度的同步，包括频率同步和时间同步。频率同步可确保可容忍的载波偏移，而时间同步对于时分双工（TDD）系统尤为重要，否则会出现时隙间干扰。此外，宏蜂窝用户与毫微微蜂窝之间的切换也需要同步。

目前已有多种同步基站的方法。GPS 是当前无线网络中最常用的同步方法，因其成熟且方便。但对于部署在建筑物内的毫微微蜂窝，室内卫星信号弱，获取同步信息时间长，甚至可能导致接收器无法工作。另一种方法是使用 IEEE 1588 PTP（精确时间协议）通过骨干网连接实现同步，但 PTP 会受互联网延迟抖动影响，且需要新投资部署支持 PTP 的路由器，难以直接应用于毫微微蜂窝。还有利用时钟漂移比信息实现非交互毫微微蜂窝与宏蜂窝同步的方法，但需要用户设备信息；以及通过监听相邻宏蜂窝同步信号来同步时钟的网络监听方法，不过在宏蜂窝覆盖不佳的情况下会失效。

在密集毫微微蜂窝部署场景下，提出了一种分布式同步方案。
- 系统模型 ：假设毫微微蜂窝网络由 J 个毫微微蜂窝组成，节点集合为 $V = {v_1, v_2, \cdots, v_J}$，边集合为 $E = {e_{ij}}$，当且仅当节点 $v_i$ 能监听节点 $v_j$ 的同步信号时，$e_{ij} \in E$，形成有向图 $G = {V, E}$。每个节点 $v_i$ 携带同步时间信息 $t_i$，初始值 $t_i(0)$ 均匀分布在 $[-c, c]$ 范围内，目标是迭代更新 $t_i$，使所有节点尽快达到相同值。