可移动网络的干扰分析与仿真

发布时间：2020-08-08 04:14

【摘要】：随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及,人类在任何地点任何时间对无线通信的需求越来越频繁。在未来的无线通信系统的无线宽带接入用户中将会有很大比例的车内用户(VUE,Vehicular User Equipment),这些用户具有分布密集、移动性强、通信需求量大等特点。随着社会经济的迅速发展,人类日益爆炸式增长的通信需求导致的频谱资源需求和有限的可分配的频谱资源之间的矛盾越来越凸显。而传统的蜂窝覆盖方式不能很好满足车内用户的服务。在车上配置一个可移动基站(MBS,Moving Base Station)独立接入车内用户,通过MBS在车内形成可移动网络(MN,Moving Network)被认为是行之有效的解决方案。但由于移动基站的配置以及车辆的快速移动,导致了严重的干扰问题,影响了通信质量,降低了用户服务质量(QoS,Quality of Service)。因此研究如何有效地管理和抑制可移动网络中的干扰问题,具有重要的理论研究意义和实用价值。在本文中首先构建了可移动网络的通信场景模型。仿真验证了车辆配置可移动基站可以提高用户信噪比的可行性。对配置可移动网络而导致的干扰问题进行了详细的分析。分析了可移动网络存在的干扰以及产生的原因。可移动网络的干扰主要存在于可移动网络与宏基站之间的回程链路的上下行链路,以及可移动基站与车内用户之间的接入链路的上下行链路中。针对可移动网络的下行链路的干扰问题,本文在研究了无线通信信道性能相关理论的基础上,提出了“基于阈值的可移动网络干扰管理方案”,进行了理论分析。该方案主要是通过降低主要干扰源功率的途径来保证可移动网络的信干噪比,从而实现提高用户QoS的目的。仿真结果表明,该下行链路干扰管理方案能够提高 VUE 的 QoS。针对可移动网络的上行链路的干扰问题,本文在研究博弈论相关的理论知识的基础上,提出了“基于斯塔克尔伯格博弈的小区间干扰管理方案”。运用非合作完全信息博弈的思想,采用了一种分布式求解算法,得到了最优的可移动网络的价格策略和最优的干扰源的功率分配。通过理论分析和仿真验证,该干扰管理方案能够有效降低由于可移动网络的移动性和用户密集性而导致的严重的小区间上行链路干扰,提高了用户的QoS,并且实际应用价值和可实施性较高。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：

示意图,示意图,小区间,基站

成功降低或避免了小Ｅ内的干扰问题，所以在ＬＴＥ系统中主要影响系统性能逡逑的干扰原因是小区间的同频干扰（ＩＣＩ，邋Ｉｎｔｅｒ邋Ｃｅｌｌ邋Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）。逡逑如图２所示，可以将异构网络系统分为宏基站（层１）网络通信和微基站（层逡逑２）网络通信。当微基站和宏基站工作在同一个工作频段，或者两个宏基站同时工逡逑作在同一个频段时，相同宏小区和不同宏小区的微基站以及宏基站之间都会产生逡逑小区间干扰。由于受到各层小区间干的影响，通信系统的性能以及用户ＱｏＳ的优逡逑化都受到了很大的限制。因此对于ＬＴＥ系统中的同频干扰管理问题的研宄至关重逡逑要。逡逑５逡逑

可移动,基站,用户群体

中的车辆配置一个可以跟随车辆移动的车载微基站，作为车内用户的服务基站。逡逑当前的研宄表明，可移动网络是提高车内用户群体服务质量的最有效的方法。如逡逑图３所示，可移动网络和宏基站相连，负责车外的数据传输。车内的用户以可移逡逑动网络为接入点，不与车外的宏基站或者其他微基站进行数据通信，在一定程度逡逑上说，车内用户群体是与外界是“隔绝”的。逦逡逑？逦接入链踣逡逑图３可移动网络概念图逡逑、逦Ｆｉｇｕｒｅ邋３邋Ｃｏｎｃｅｐｔ邋ｏｆ邋Ｍｏｖｉｎｇ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑我们将可移动网络和宏基站的通信链路称之为回程链路，将车内用户和车载逡逑基站的通信链路称之为接入链路。可移动网络工作在全双工模式。逡逑ａ逡逑

同频干扰,同频,基站,行通信

范围内的用户服务。在同频组网方式下使用同一个频段的小区称之为同频小区。逡逑、逦同频小区之间由于使用了相同的频率，就会造成小区间的同频干扰。如图４所示，逡逑在上行通信链路，用户１发送给基站Ａ的有用信号，对使用了相同频率的基站Ｂ逡逑形成了上行链路的同频干扰。在下行通信链路中，基站Ｂ发送给用户２的有用信逡逑１２逡逑

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