用户簇分布的异构网络建模与覆盖分析
发布时间：2021-02-02 15:40
针对第五代/后五代（The Fifth Generation/Beyond The Fifth Generation,5G/B5G）移动网络以用户为中心的小基站密集部署问题,构建了一个用户簇分布的三层异构网络模型。该网络模型由宏基站（Macro Base Station, MBS）、微微基站（Pico Base Station, PBS）和毫微微基站（Femto Base Station, FBS）组成。采用随机几何理论对三层异构网络基站部署进行建模。充分分析了毫微微基站层基于SSA干扰管理的网络干扰统计特性,考虑了有序FBS和无序FBS两种情况,给出了FBS下行链路的覆盖概率。通过仿真,验证了理论结果的正确性,分析了覆盖半径、方差以及宏基站密度对覆盖概率的影响,得出有序FBS方案和无序FBS方案在覆盖概率方面的好坏性取决于系统参数。
【文章来源】：信号处理. 2020,36(08)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
三层异构网络系统模型
为限制严重的干扰,本文采用了SSA干扰管理策略,频谱分配如图2所示。根据带宽分配因子ξ将可用总带宽W划分为两个正交子带W1和W2,即W1=ξW、W2=(1-ξ)W。假设子带W1分配给为簇中心UE提供服务的PBS,子带W2分配给为簇边缘UE提供服务的MBS。由于采用了正交频谱共享,有效地抑制了MBS与PBS之间的干扰。除正交频谱共享外,还使用了共信道频谱共享。簇中心FBS与MBS共享子带W2,簇边缘FBS与PBS共享子带W1。显而易见,由于PBS(MBS)和FBS之间的反向频谱分配,所考虑的共信道共享方案能够有效抑制层间干扰以及簇内FUEs和PUEs之间的干扰。此外,簇中心和簇边缘FBS采用正交频谱,从而抑制了同层干扰。3 FBS网络干扰统计描述
图3研究了FUE下行链路覆盖概率与FBS关键参数σ F 2 和 c - F 的关系。该图表明,随着FBS参数 c - F 的增大,簇边缘FUE的覆盖概率增大。这是由于平均FBS分布越多,其覆盖范围越大,则其覆盖概率自然也就变大了,与实际相符。同时,还给出了有序FBS和无序FBS两种情况下参数σ F 2 和 c - F 对FBS覆盖概率的影响。从图中可以观察到σ F 2 对无序FBS的覆盖概率影响较小,对有序FBS的覆盖概率影响较大,而且有序FBS的性能增益随平均数 c - F 的增大而增大。这是由于随着σ F 2 的增加,更多FBS远离其簇中心,使目标簇边缘FUE受到的干扰减小。图4给出了FUE的覆盖概率与MBS密度M之间的关系。由于MBS和簇中心FBS共享子带W2,目标簇中心FUE的覆盖概率随着MBS密度M的增加而降低。同时,该图表明有序FBS方案可达性能增益与BS的半径有关。此外,在相同的系统参数下,有序FBS方案下簇中心和簇边缘FUE的覆盖概率小于无序FBS方案下的两类覆盖概率。而且,覆盖概率的差距随着密度M的增大而增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用户设备分类的毫米波异构网络性能研究[J]. 路艺,贾向东,吕亚平,郭艺轩. 信号处理. 2020(03)
[2]新一代超密集异构蜂窝无线网络研究[J]. 江玉涵,邹玉龙,郑宝玉. 信号处理. 2020(02)
[3]多层异构网络第m阶用户级联方案[J]. 徐文娟,贾向东,杨小蓉,纪珊珊. 信号处理. 2019(02)
本文编号：3014946
【文章来源】：信号处理. 2020,36(08)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
三层异构网络系统模型
为限制严重的干扰,本文采用了SSA干扰管理策略,频谱分配如图2所示。根据带宽分配因子ξ将可用总带宽W划分为两个正交子带W1和W2,即W1=ξW、W2=(1-ξ)W。假设子带W1分配给为簇中心UE提供服务的PBS,子带W2分配给为簇边缘UE提供服务的MBS。由于采用了正交频谱共享,有效地抑制了MBS与PBS之间的干扰。除正交频谱共享外,还使用了共信道频谱共享。簇中心FBS与MBS共享子带W2,簇边缘FBS与PBS共享子带W1。显而易见,由于PBS(MBS)和FBS之间的反向频谱分配,所考虑的共信道共享方案能够有效抑制层间干扰以及簇内FUEs和PUEs之间的干扰。此外,簇中心和簇边缘FBS采用正交频谱,从而抑制了同层干扰。3 FBS网络干扰统计描述
图3研究了FUE下行链路覆盖概率与FBS关键参数σ F 2 和 c - F 的关系。该图表明,随着FBS参数 c - F 的增大,簇边缘FUE的覆盖概率增大。这是由于平均FBS分布越多,其覆盖范围越大,则其覆盖概率自然也就变大了,与实际相符。同时,还给出了有序FBS和无序FBS两种情况下参数σ F 2 和 c - F 对FBS覆盖概率的影响。从图中可以观察到σ F 2 对无序FBS的覆盖概率影响较小,对有序FBS的覆盖概率影响较大,而且有序FBS的性能增益随平均数 c - F 的增大而增大。这是由于随着σ F 2 的增加,更多FBS远离其簇中心,使目标簇边缘FUE受到的干扰减小。图4给出了FUE的覆盖概率与MBS密度M之间的关系。由于MBS和簇中心FBS共享子带W2,目标簇中心FUE的覆盖概率随着MBS密度M的增加而降低。同时,该图表明有序FBS方案可达性能增益与BS的半径有关。此外,在相同的系统参数下,有序FBS方案下簇中心和簇边缘FUE的覆盖概率小于无序FBS方案下的两类覆盖概率。而且,覆盖概率的差距随着密度M的增大而增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用户设备分类的毫米波异构网络性能研究[J]. 路艺,贾向东,吕亚平,郭艺轩. 信号处理. 2020(03)
[2]新一代超密集异构蜂窝无线网络研究[J]. 江玉涵,邹玉龙,郑宝玉. 信号处理. 2020(02)
[3]多层异构网络第m阶用户级联方案[J]. 徐文娟,贾向东,杨小蓉,纪珊珊. 信号处理. 2019(02)
本文编号：3014946
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