Femtocell双层网络功率控制技术研究及仿真实现

发布时间：2017-05-28 15:11

  本文关键词：Femtocell双层网络功率控制技术研究及仿真实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：移动互联网时代,人们对移动数据业务的需求迅速增长,据CiscoVNI全球移动数据流量预测报告预测,到2019年全球移动数据流量将比2014年增长近十倍。同时,调查发现超过50%以上的语音业务和70%以上的数据业务发生在室内,但是30%的商务用户和45%的家庭用户对传统Macrocell网络室内覆盖的满意度较低。基于OFDMA的Femtocell作为一种能有效改善室内覆盖和提高系统容量的新技术,是目前移动通信系统的研究热点,受到了广泛关注。传统的Macrocell网络中引入Femtocell后,系统架构变成双层网络,在共信道部署场景下,干扰变得尤为严重,包括同层干扰和跨层干扰,因此有效的干扰管理技术愈发重要。功率控制作为一种重要的干扰管理技术,能有效降低干扰、改善用户服务质量。本文针对LTE-A系统下的Femtocell双层网络功率控制技术进行了研究,具体内容如下：(1)对Femtocell双层网络相关的理论和技术进行了综述。介绍了LTE-A系统的网络架构及其关键技术,比较和分析了现有的移动通信系统室内覆盖技术,总结了Femtocell相关技术的研究现状,特别关注干扰管理技术,并指出了功率控制技术的主要研究问题。(2)介绍了移动通信系统仿真的相关知识,根据3GPP有关Femtocell的标准和提案搭建了Femtocell双层网络系统级仿真平台,包括平台各个模块的功能需求、详细设计及流程实现,并添加了功率控制模块,验证和分析了平台功率控制模块中的功率控制算法。(3)针对双层网络中的干扰问题,本文提出了一种基于潜博弈理论的功率控制算法(PGPC)。引入经济学中的非合作博弈论对功率控制问题进行建模,利用潜博弈的特性证明了纳什均衡点的存在性及唯一性,通过选择适当的决策准则和迭代时序对优化问题求解。仿真结果表明,所提的PGPC算法能有效地抑制干扰,改善Macrocell用户的中断概率和平均吞吐量等性能,同时较小地影响Femtocell用户,较好地兼顾了两者的性能。
【关键词】：LTE-A Femtocell 双层网络 功率控制 博弈论
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.01;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 主要研究内容10-11
• 1.3 论文结构安排11-13
• 第二章 Femtocell双层网络研究综述13-37
• 2.1 LTE-A技术简介13-20
• 2.1.1 LTE-A系统概述13-15
• 2.1.2 LTE-A关键技术15-20
• 2.2 移动通信系统的室内覆盖技术20-26
• 2.2.1 室外小区20-21
• 2.2.2 中继站21-22
• 2.2.3 分布式天线系统22
• 2.2.4 辐射电缆22-23
• 2.2.5 室内基站23-25
• 2.2.6 各类室内覆盖技术的比较25-26
• 2.3 Femtocell双层网络关键技术介绍26-35
• 2.3.1 自组织26-27
• 2.3.2 移动性管理27-28
• 2.3.3 认知28-29
• 2.3.4 多天线29
• 2.3.5 定时同步29-30
• 2.3.6 干扰管理30-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第三章 Femtocell双层网络系统级仿真平台设计与实现37-53
• 3.1 移动通信系统仿真概述37-38
• 3.2 系统级仿真平台概况38-40
• 3.2.1 双层网络仿真平台的总体架构38-39
• 3.2.2 双层网络仿真平台的参数39-40
• 3.3 仿真平台各模块设计40-47
• 3.3.1 初始化模块40-43
• 3.3.2 业务模块43
• 3.3.3 资源分配和用户调度模块43-45
• 3.3.4 功率控制模块45-46
• 3.3.5 干扰计算模块46-47
• 3.4 仿真验证及分析47-52
• 3.4.1 相关参数设置47-48
• 3.4.2 功率控制算法性能仿真验证48-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 基于潜博弈理论的Femtocell双层网络功率控制算法研究53-71
• 4.1 博弈论基础53-55
• 4.1.1 博弈论的定义53-54
• 4.1.2 博弈论的分类54-55
• 4.1.3 纳什均衡55
• 4.2 潜博弈理论55-57
• 4.2.1 潜博弈的分类55-57
• 4.2.2 潜博弈的特性57
• 4.3 基于潜博弈的功率控制算法57-62
• 4.3.1 系统模型58-61
• 4.3.2 功率控制算法61-62
• 4.4 仿真验证及分析62-70
• 4.4.1 仿真参数设置62-63
• 4.4.2 算法性能分析63-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 论文工作总结71
• 5.2 进一步研究工作71-73
• 缩略语73-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 攻读硕士学位期间的研究成果81

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