异构网中干扰管理技术研究

发布时间：2017-12-13 11:28

  本文关键词：异构网中干扰管理技术研究

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【摘要】：近年来随着移动互联网的兴起,数据业务呈现爆炸式的增长,对无线通信网络提出了更高的容量要求。随着物理层技术的不断发展,链路性能的提升已经逐渐达到极限。与此同时,异构网技术因为能够从网络层面上有效提高网络容量,成为了未来移动通信的关键性发展方向。异构网通过增加铺设低功率节点来对传统蜂窝网络进行补充,提高了用户的覆盖性能以及服务体验。然而异构网也还面临着众多的挑战,更加复杂的干扰问题就是其中之一。 异构网中的干扰管理技术主要可以分为三类,分别是资源域正交、功率控制以及接入控制。目前关于这三类干扰管理技术的研究工作都是在上行和下行链路单独进行的,没有考虑两个方向上的耦合性。实际上异构网因为多种类型基站的存在,在各自的覆盖范围内用户的属性会发生改变,成为宏用户、家庭用户、微用户等等,即不同类型基站的部署位置、数量以及配置参数等都会同时影响用户的上下行性能。在进行干扰管理时,涉及到这些参数的优化时,应该联合上下行进行分析,以保证最后生成方案的一致性。 本文从上下行联合分析的角度出发,研究上述三类干扰管理技术,主要内容包括： 首先对微基站网络中通过接入控制进行干扰管理进行了研究。在微基站网络中,用户可以通过基站间的自由切换来有效避免强跨层干扰。然而通过对上下行小区接入的耦合性分析发现,上下行的小区接入方案存在冲突的可能性,即上行的接入基站选择与下行不同。为了进一步分析冲突产生的条件以及寻找解决方案,分别建立了下行和上行的接入控制模型。在考虑了负载均衡和资源分配公平性的条件下,得到了系统性能与接入模型参数间的闭式表达式,为后续分析提供了有利的基础。随后,本文联合上下行接入模型进行分析,提出了三种接入冲突解决方案,分别是(1)改变网络结构使得用户上下行可以接入不同基站；(2)上下行联合分析,从运营商的角度出发得到统一的接入方案,以避免冲突；(3)上下行联合分析,从用户的角度出发得到统一的接入方案,以避免冲突。本文对于异构网中小区接入的多选择性可能带来的冲突进行了较为完整的分析,并给出了解决方案,为越来越复杂的异构网小区接入问题提供一定的借鉴。 其次对家庭基站网路中通过功率控制进行干扰管理进行了研究。由于家庭基站采用封闭式的接入方式,容易与宏用户之间产生强烈的跨层干扰。通过功率控制,可以有效地抑制跨层干扰,提高用户性能。当家庭基站距离宏基站近时,下行链路方向上受到宏基站强烈的干扰,需要强发射功率才能确保家庭用户的性能；上行链路方向上,对宏基站造成严重的上行干扰。因此我们建议减少宏基站中心区域的家庭基站密度。为了进一步分析中心区域大小以及其中家庭基站密度对系统性能的影响,分别建立上行和下行链路的功率控制模型,随后分析中心区域大小以及家庭基站密度对各自方向上系统性能的影响。最后通过建立上下行联合优化问题,得到统一的参数配置。本章旨在突出通过功控控制进行干扰管理时,家庭基站的部署位置、密度等参数对系统系能的影响,并通过上下行联合分析得到了统一的配置方案。 最后对家庭基站网路中通过频域正交进行干扰管理进行了研究。宏基站和家庭基站在频域上正交,互不干扰,就可以消除跨层干扰。同时,宏基站和家庭基站形成两张独立的同构网,之前考虑的上下行链路的耦合性也被有效地解耦。然而,频域完全正交会带来低频谱效率,在频谱资源日趋稀缺的情况下并不可取。本章通过联合软频率复用和硬频率复用技术,设计了一种频域局部正交方案,即有效消除了跨层干扰,又提高频谱效率。在此基础上,对各类用户的性能进行分析,得到系统遍历容量与频率复用参数的关系,建立关于中心频谱的比例以及中心区域的大小的优化问题,以最大化系统遍历容量,使得频谱利用率最高。本章的研究内容对于如何将频率复用延展到异构网中有一定的借鉴作用。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5

【共引文献】

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3 王辉;协作通信关键技术[D];北京邮电大学;2015年

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本文编号：1285008