异构网场景干扰分析及基于GNU Radio和USRP的实现

发布时间：2017-07-03 11:26

  本文关键词：异构网场景干扰分析及基于GNU Radio和USRP的实现

  更多相关文章： 异构网场景 下行干扰 USRP GNu Radio 收发系统

【摘要】：随着近几年通信技术的发展,移动数据业务呈爆发性增长,然而频谱和站址的资源是短缺的,无法满足迅速增长的需求。在这样的背景下,新一代移动通信技术5G必须满足这种需求,异构网(Heterogeneous Network, HetNets)技术应运而生。采用异构网可以实现在一个区域范围内有多个类型的小区重叠覆盖,实现不同层网络间的同频部署,可以在当今频点资源如此紧张的环境下,改善深度覆盖、增加网络容量、提升用户感知的作用。由于异构网在传统的小区下,增加了多种例如家庭基站(Femtocell),微微基站(Picocell),中继(Relay)等低功率节点,低功率节点与宏基站之间为提高频谱效率共享频谱资源,这种方式会产生同频信道干扰(Co-Channel Interference,CCI),因此异构网下行链路中的干扰分析十分重要。本文首先介绍了异构网的网络结构特点,罗列了各个低功率节点的发射功率,部署标准,分析了异构中存在的同层干扰和跨层干扰。然后对OFDM系统的基本原理和系统流程进行了分析,重点讨论了OFDM的同步算法。下行链路同时存在的同层和跨层干扰会对用户造成通信质量,吞吐率下降的影响。本文建立了一种宏基站位置服从3GPP定义的六边形固定部署,家庭基站位置服从泊松分布的双层异构网场景的干扰分析模型,推倒了宏基站用户和家庭基站用户的中断概率闭式表达,通过系统级仿真以用户吞吐率,中断概率为分析指标,研究了家庭基站功率,家庭基站节点密度,用户在小区中的位置对干扰特性的影响。同时,软件无线电在硬件平台通过软件技术实现通信系统的功能模块,完成系统升级,给技术研究开发提供了更快的实现方式。本文结合系统级仿真结果,基于GNU Radio和USRP平台实现了异构网场景下的信号接收发送系统,重点分析了各个功能模块。研究了软件无线电平台GNU Radio工作原理和USRP平台的内部结构,首先在GNU Radio和USRP平台上实现了基于OFDM的发射机和接收机,对信号接收发送进行了测试和结果分析。然后根据异构网下行链路系统级仿真结果,在收发系统中加入了下行链路来自低功率节点的干扰模块。干扰模块可根据异构网拓补特性,如低功率节点个数,低功率节点发射功率,信道特性产生不同干扰源。最后针对四种异构网场景,进行了下行链路信号接收发送测试,通过对比分析系统级仿真中的SIR和USRP收发系统的SIR,验证了基于异构网场景收发系统的正确性。
【关键词】：异构网场景 下行干扰 USRP GNu Radio 收发系统
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 移动通信发展现状前景11-12
• 1.2 软件无线电的概念12
• 1.3 研究意义12-13
• 1.4 论文的章节安排13-15
• 第2章 异构网架构与OFDM系统基本原理15-26
• 2.1 异构网概述15-16
• 2.2 异构网中的低功率节点16-17
• 2.3 异构网中的干扰17-18
• 2.4 OFDM系统原理与关键技术18-25
• 2.4.1 OFDM系统的基本模型18-20
• 2.4.2 OFDM系统中的保护间隔与循环前缀20-22
• 2.4.3 OFDM系统中的同步22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 异构网下行链路干扰特性分析26-40
• 3.1 双层异构网系统模型26-27
• 3.2 Macro用户和Femto用户性能分析27-31
• 3.2.1 吞吐量分析27-28
• 3.2.2 用户中断概率分析28-31
• 3.3 仿真与结果分析31-39
• 3.3.1 网络拓补31-32
• 3.3.2 信道模型32-33
• 3.3.3 仿真流程33-34
• 3.3.4 仿真结果34-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 异构网场景基于GNU Radio和USRP的实现与测试40-59
• 4.1 平台开发环境40-43
• 4.1.1 平台基本原理40-41
• 4.1.2 GNU Radio41-42
• 4.1.3 USRP N210平台42-43
• 4.2 异构网场景平台建模43-45
• 4.3 系统实现设计的关键45
• 4.4 基站发射端设计45-50
• 4.5 用户接收端设计50-53
• 4.6 功能测试与结果分析53-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第5章 结束语59-61
• 5.1 工作总结59
• 5.2 未来展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 杨晋生;李中品;;基于USRP的室内无线信道场强的仿真与测量[J];电子测量技术;2015年05期

2 刘晓明;李永波;吴浩威;;基于IEEE 802.11a的OFDM同步系统设计与实现[J];现代电子技术;2007年15期

3 张威虎;杨延宁;张富春;;软件无线电技术的现状与发展趋势[J];现代电子技术;2006年13期

4 李引凡;OFDM技术及其关键技术[J];现代电子技术;2005年07期

5 李文华;软件无线电基本原理及其主要技术[J];现代电信科技;2002年11期

6 宋俊德,王海;软件无线电技术综述[J];中国无线电管理;2000年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 田野;基于训练符号的OFDM同步技术研究[D];北京交通大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 孟凡强;基于OFDM的LTE/LTE-A同步技术的研究[D];南京邮电大学;2014年

2 李直;突发通信中的OFDM同步算法研究[D];西安电子科技大学;2010年

  本文关键词：异构网场景干扰分析及基于GNU Radio和USRP的实现

  更多相关文章： 异构网场景 下行干扰 USRP GNu Radio 收发系统

，

本文编号：513511