双层异构网络的功率控制分析
本文选题:双层网络 + 谱半径估计 ; 参考:《内蒙古大学》2017年硕士论文
【摘要】:功率控制是无线网络中资源管理最重要的技术之一,它不仅可以缓解无线网络中频谱资源有限和移动设备电池容量有限所带来的影响,而且可以减轻干扰,提高网络容量。近些年高速率的无线业务不断增加,并且超过60%的话音业务和90%的数据业务在室内完成,且这种比例还在持续增加。所以部署家庭基站作为一个很有效的解决方案,不仅减少运行成本,而且可以提高网络容量,增大覆盖范围。由较低功率的家庭基站和较低移动性的家庭用户部署在室内的环境,位于一个已经存在的宏蜂窝网络中,形成了一个双层网络。上行链路中,宏用户将会受到家庭用户的跨层干扰,不能达到其目标SINR。同样家庭用户受到宏用户的跨层干扰以及其它家庭用户的同层干扰而不能达到其目标SINR。同层干扰较小通常忽略不计。因此,我们需要一个有效的功率控制方案去减少跨层干扰。本文重点分析双层网络中上行链路的功率控制,并提出具体的解决方案。首先,本文对单层网络经典的功率控制方法进行回顾,指出各种方法间的关联和不同,接着对双层网络中的功率控制方法进行简要的叙述。其次,本文介绍在双层网络模型下,用户是否具有一个非负的最优功率向量的判定条件,并给出用户功率的帕累托最优。因为判定条件的计算比较复杂,所以引入了非负矩阵谱半径估计的方法,以达到快速判定的目的。由于直接对双层网络中的判定条件进行估计误差较大,所以提出了一种只在家庭小区形成的单层网络中进行估计的方法,并给出了相应的功率控制策略。由于用户在运动过程中,信道特性是时变的,导致最优功率随时间而变化。所以,本文提出一种基于卡尔曼滤波的双层网络功率控制方法,通过测量上一个时刻的功率值,结合卡尔曼滤波器,获得下一个时刻的功率。该方法可以实时跟踪阴影衰落影响下缓慢变化的信道特性,进而准确地对用户功率进行分配。
[Abstract]:Power control is one of the most important technologies of resource management in wireless networks. It can not only alleviate the influence of limited spectrum resources and battery capacity of mobile devices in wireless networks, but also reduce interference and improve network capacity. In recent years, the number of high-speed wireless services has been increasing, and more than 60% of the voice services and 90% of the data services are done indoors, and this proportion is still increasing. Therefore, the deployment of home base stations as a very effective solution not only reduces the operation cost, but also increases the network capacity and coverage. Lower power home base stations and lower mobility home users are deployed indoors in an already existing macro cellular network to form a double layer network. In uplink, macro users will be affected by cross-layer interference from home users and cannot reach their target SINR. At the same time, the family users are not able to reach their target because of the cross layer interference of macro users and the same level interference of other home users. Less interference in the same layer is usually ignored. Therefore, we need an effective power control scheme to reduce cross-layer interference. In this paper, the power control of uplink in double-layer network is analyzed, and a concrete solution is proposed. Firstly, this paper reviews the classical power control methods of single-layer networks, points out the relationships and differences among the methods, and then gives a brief description of the power control methods in double-layer networks. Secondly, this paper introduces whether the user has a non-negative optimal power vector under the two-layer network model, and gives the Pareto optimal of the user power. Because the calculation of the judgment condition is more complicated, the method of estimating the spectral radius of the nonnegative matrix is introduced in order to achieve the purpose of fast judgment. Because the estimation error of the judgment condition in the double-layer network is large, a method of estimation is proposed only in the single-layer network formed by the home cell, and the corresponding power control strategy is given. Due to the time-varying channel characteristics during the user's motion, the optimal power varies with time. Therefore, a two-layer network power control method based on Kalman filter is proposed in this paper. By measuring the power of the last moment and combining the Kalman filter, the power of the next time can be obtained. This method can track the slowly changing channel characteristics under the influence of shadow fading in real time, and then accurately allocate the user power.
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5
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,本文编号:1820270
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