超密集网络中基于集群分配的干扰管理与资源分配算法
发布时间：2021-03-08 18:42
新一代无线通信网络随着用户需求量的不断增加而发展迅速,万物互联的到来促使全球的总移动数据流量相比于2010年统计呈现1000倍增长。在众多关键技术的支持下,5G能够满足高速率、高可靠、低时延、高安全性的要求。其中超密集组网技术（Ultra-Dense Network,UDN）能够通过密集部署低功率基站节点实现系统容量的剧增。然而密集部署低功率节点使得网络架构更加复杂、基站负载不均衡、干扰问题愈加严重。为了消除超密集网络中强干扰给系统带来的吞吐量下降、服务质量降低等影响。本文分析了超密集网络的网络架构及不同应用场景下关键性能指标要求,提出了一种基于集群分配的干扰管理与资源分配算法,并通过仿真验证算法的有效性。主要针对以下两方面进行深入研究。第一,提出了基于权衡条件的小区动态集群分配算法。本算法根据距离、小区间干扰和、可用资源情况三个条件权衡为家庭基站分配集群。在每一个集群中选择一个服务基站,用于监控集群内可用资源情况、用户连接情况、干扰情况。根据网络实时变化情况更新集群分配结果,保证干扰最大的小区始终位于相同的集群。仿真结果表明,本算法能够显著降低集群内与集群间干扰。第二,提出了F-NP...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IMT-2020中5G关键性能愿景2015年国际电信联盟（ITU）正式对5G的应用场景进行了定义，包括增强移动带宽、大规模机器通信、高可靠低时延通信三种场景[4]
第1章绪论3图1.35G三大应用场景为了应对5G需要满足的高速率、高可靠、低时延、高安全性的要求，相关的前沿技术被学术界陆续研究。接下来对5G发展中的典型技术进行简述。1.MassiveMIMO多天线技术（Massive-MultipleInputMultipleOutput，M-MIMO）：通过为基站部署数百个甚至更多的超大规模天线阵列能够为系统性能提升带来优势[5]。利用多用户的空间独立性，在空间上对不同用户形成相互独立的窄波束覆盖。通过对用户进行空间隔离的方式同时传输不同用户的数据，从而实现系统吞吐量数十倍地提升。2.网络切片技术：采用网络虚拟化技术把网络中实际资源抽象为虚拟资源。根据不同网络需要实现的特定功能及采用的不同接入技术按需构建端到端逻辑网络，使得不同网络提供不同的服务。3.新型高效的多址接入技术：非正交多址接入技术（NOMA）一般指的是基于功率域复用的新型多址接入技术。在接收端采用串行干扰消除算法对接收到的叠加信号进行译码。多用户共享接入技术（MUSA）主要应用于上行链路，充分利用终端用户因距基站远近而引起的发射功率的差异。稀疏码多址接入技术（SCMA）可以通过在接收端采用复杂度低的消息传递算法以及多用户联合迭代法实现近似多用户最大似然解码。4.设备到设备通信（D2D）：通过复用传统蜂窝系统中宏用户的频谱资源进行通信，能够有效提高频谱效率，扩展系统容量。由于通信距离较短，使用较小的发射功率就可获较高的传输速率。使得D2D算法需要的成本低，但功率效率高。5.超密集组网技术[6]（UltraDenseNetwork，UDN）：通过在局部热点区域密集部署无线基础设施实现系统容量百倍量级的提升。主要通过小基站的加密部署来提升空间复用方式。目前，UDN的快速发展是实现5G网络数据流量千杯增长和用户体验速率百倍提升的
第2章超密集组网技术15图2.3只有MAPs干扰电平图2.4FAPs和MAPs共存干扰电平2.5本章小结本章首先介绍了超密集网络的简单概念及其中的低功率基站的几种类型和主要特点。然后阐述了超密集网络的架构及超密集网络区别于传统蜂窝网络的一些特征。同时介绍超密集网络的典型应用场景、可提供的服务类型及不同场景下的KPI要求。最后，对超密集网络中的主要问题进行阐述，着重分析了超密集网络中的干扰类型和产生原因。为下文进行超密集网络中严重的干扰问题及资源分配不均衡问题进行铺垫。
【参考文献】：
期刊论文
[1]室内超密集网络中基于干扰图的自适应干扰协调方法[J]. 吴宣利,谢子怡,吴玮. 通信学报. 2019(09)
[2]异构网络中小区间联合干扰协调算法研究[J]. 姜来为,吴宣利,张乃通. 通信学报. 2016(02)
[3]超密集网络中干扰协调方法及性能分析[J]. 白璐,刘婷婷,杨晨阳. 信号处理. 2015(10)
[4]超高密度网络关键技术及研究现状[J]. 王莹,缪中宇,张平. 北京邮电大学学报. 2015(05)
[5]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]超密集网络关键技术的研究与性能评估[D]. 孙阳.北京邮电大学 2018
硕士论文
[1]面向超密集网络的干扰协调管理技术研究[D]. 刘婷婷.北京邮电大学 2019
[2]5G超密集网络干扰对齐技术研究[D]. 姜曼.北京邮电大学 2017
[3]超密集网络（UDN）的性能分析与关键技术研究[D]. 冯伟龙.北京交通大学 2016
本文编号：3071486
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IMT-2020中5G关键性能愿景2015年国际电信联盟（ITU）正式对5G的应用场景进行了定义，包括增强移动带宽、大规模机器通信、高可靠低时延通信三种场景[4]
第1章绪论3图1.35G三大应用场景为了应对5G需要满足的高速率、高可靠、低时延、高安全性的要求，相关的前沿技术被学术界陆续研究。接下来对5G发展中的典型技术进行简述。1.MassiveMIMO多天线技术（Massive-MultipleInputMultipleOutput，M-MIMO）：通过为基站部署数百个甚至更多的超大规模天线阵列能够为系统性能提升带来优势[5]。利用多用户的空间独立性，在空间上对不同用户形成相互独立的窄波束覆盖。通过对用户进行空间隔离的方式同时传输不同用户的数据，从而实现系统吞吐量数十倍地提升。2.网络切片技术：采用网络虚拟化技术把网络中实际资源抽象为虚拟资源。根据不同网络需要实现的特定功能及采用的不同接入技术按需构建端到端逻辑网络，使得不同网络提供不同的服务。3.新型高效的多址接入技术：非正交多址接入技术（NOMA）一般指的是基于功率域复用的新型多址接入技术。在接收端采用串行干扰消除算法对接收到的叠加信号进行译码。多用户共享接入技术（MUSA）主要应用于上行链路，充分利用终端用户因距基站远近而引起的发射功率的差异。稀疏码多址接入技术（SCMA）可以通过在接收端采用复杂度低的消息传递算法以及多用户联合迭代法实现近似多用户最大似然解码。4.设备到设备通信（D2D）：通过复用传统蜂窝系统中宏用户的频谱资源进行通信，能够有效提高频谱效率，扩展系统容量。由于通信距离较短，使用较小的发射功率就可获较高的传输速率。使得D2D算法需要的成本低，但功率效率高。5.超密集组网技术[6]（UltraDenseNetwork，UDN）：通过在局部热点区域密集部署无线基础设施实现系统容量百倍量级的提升。主要通过小基站的加密部署来提升空间复用方式。目前，UDN的快速发展是实现5G网络数据流量千杯增长和用户体验速率百倍提升的
第2章超密集组网技术15图2.3只有MAPs干扰电平图2.4FAPs和MAPs共存干扰电平2.5本章小结本章首先介绍了超密集网络的简单概念及其中的低功率基站的几种类型和主要特点。然后阐述了超密集网络的架构及超密集网络区别于传统蜂窝网络的一些特征。同时介绍超密集网络的典型应用场景、可提供的服务类型及不同场景下的KPI要求。最后，对超密集网络中的主要问题进行阐述，着重分析了超密集网络中的干扰类型和产生原因。为下文进行超密集网络中严重的干扰问题及资源分配不均衡问题进行铺垫。
【参考文献】：
期刊论文
[1]室内超密集网络中基于干扰图的自适应干扰协调方法[J]. 吴宣利,谢子怡,吴玮. 通信学报. 2019(09)
[2]异构网络中小区间联合干扰协调算法研究[J]. 姜来为,吴宣利,张乃通. 通信学报. 2016(02)
[3]超密集网络中干扰协调方法及性能分析[J]. 白璐,刘婷婷,杨晨阳. 信号处理. 2015(10)
[4]超高密度网络关键技术及研究现状[J]. 王莹,缪中宇,张平. 北京邮电大学学报. 2015(05)
[5]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]超密集网络关键技术的研究与性能评估[D]. 孙阳.北京邮电大学 2018
硕士论文
[1]面向超密集网络的干扰协调管理技术研究[D]. 刘婷婷.北京邮电大学 2019
[2]5G超密集网络干扰对齐技术研究[D]. 姜曼.北京邮电大学 2017
[3]超密集网络（UDN）的性能分析与关键技术研究[D]. 冯伟龙.北京交通大学 2016
本文编号：3071486
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