面向5G的协作通信先进技术研究
发布时间：2021-07-18 16:14
随着各种新型业务不断的涌现,设备数目与数据流量激增,给第五代移动通信（The Fifth Generation Mobile Communications,5G）网络带来了巨大的挑战。为了提高5G系统的容量,超密集部署成为5G系统的重要特征。在超密集网络（Ultra Dense Networks,UDN）中,小区覆盖范围变小,小区间干扰变得愈加严重,切换现象更加频繁。同时由于用户移动性而引起的信号快速变化,导致切换失败概率变大,增加系统信令开销。授权频谱的稀缺性也成为了限制系统容量提升的主要瓶颈,而非授权频谱的使用存在无法保证服务质量（Quality of Service,QoS）、冲突概率高以及频谱效率低等缺点。在协作通信中,通过多个基站间的相互协作,可以抑制小区间的干扰,降低切换失败概率以及非授权频谱使用过程中的冲突概率。因此,协作通信被认为是5G中最有前景的技术之一。为了提高系统的容量,本文开展了面向5G的协作通信先进技术研究。通过使用协作通信技术,从先进物理层技术、新型网络架构以及扩展更多频谱三个方面进一步提高系统容量:（1）将协作通信与自适应调制技术、低密度奇偶校验码（Low...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?无线通信的发展历程??过去的几十年里，移动通信经历了从１Ｇ到第四代移动通信（Ｔｈｅ?Ｆｏｕｒｔｈ?Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ??
北京邮电大学工学博士学位论文??????峰值速率?用户体验速率??（Ｇｂｉｔ／ｓ）象?（Ｍｂｉｔ／ｓ）??＼?ＩＭＴ：２０２０??觸麵??（Ｍｂｉｔ／ｓ／ｍ２）?，?／，?＼?／?、?领进效率??设备连接数??（设备数／平方千米）??图１－２?ＩＴＵ对丨ＭＴ－２０２０?（５Ｇ）的需求??型移动宽带（ｅｎｈａｎｃｅｄ?Ｍｏｂｉｌｅ?Ｂｒｏａｄｂａｎｄ，?ｅＭＢＢ）、海量机器类通信（Ｍａｓｓｉｖｅ?Ｍａｃｈｉｎｅ??Ｔｙｐｅ?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，?ｍＭＴＣ）和超可靠、低时延通信（Ｕｌｔｒａ－Ｒｅｌｉａｂｌｅ?Ｌｏｗ?Ｌａｔｅｎｃｙ??Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，?ＵＲＬＬＣ）。在此技术场景的基础之上，华为公司发布了《５Ｇ时代??十大应用场景白皮书》［６］。高速移动互联网、智能汽车、智慧城市、增强现实、虚拟??现实、车辆自动驾驶、工厂自动化、远程手术等新业务的发展，对系统数据传输速??率产生了新的需求。比如智慧城市要求下行用户体验速率为３００?Ｍｂｐｓ，实时ＶＲ／ＡＲ??业务需要高达１００?Ｍｂｐｓ至９．４?Ｇｂｐｓ的数据传输速率。这就需要增加无线系统的容量??来提供高数据传输速率，同时保持良好的服务质量Ｉ７］。??从上文的分析中可以看出，设备数目与数据流量的不断激增，对５Ｇ网络带来了??巨大的挑战。为了应对日益增长的需求，５Ｇ系统分别从物理层先进技术、新型网络??架构以及扩展更多频谱三个方面提高系统的容量。??（１）通过Ｍａｓｓｉｖｅ?ＭＩＭＯ、自适应调制、ＮＯＭＡ、新型的编码等先进物理层技术??提高系统容量??大规模?ＭＩＭＯ?（Ｍａｓｓｉｖｅ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｉｎｐｕｔ?Ｍｕｌｔｉｐｌ
第一韋绪论??／Ｖ?＼＼??：？?ｍ?：?ｂ?４??，，ｌ?＜?腦??ｊｇ??、、．，．．．（ｓ’」??图１－４?联合传输示意图??ＴＰ在传输数据。并且协作集合中的ＴＰ可以根据链路质量随时将用户切换到信道更??好的ＴＰ上。与其他技术相比，ＤＰＳ技术可显著提高系统的能效［７５］。??“?－：．Ｖ，?发送节点动态切换??，雖￥、＇?＼?；??＂＾＊＊＊＊＊＊＾＊１＂＊＂?Ｉ。Ｉ－？＊＊＊＂＊＂＊＊＊＊?＾＊＊＊＊＊＊￣?Ｉ?ＩＩ．Ｉ?ＩＩＩ?Ｉ??图丨－５?动态节点选择示意图??２．协作调度／波束赋型??图１?－６给出了ＣＳ／ＣＢ的示意图，从图中可以看出通过共享协作集合内每个基站关??联用户的ＣＳＩ以及每个基站的调度信息，每个ＴＰ能够为调度的用户执行其各自的调??度和发射机预编码设计。在ＣＳ／ＣＢ方案中基站通过预编码技术只服务自己小区的用??户，并消除对协作集合中其它小区用户的干扰。由于不需要在ＣｏＭＰ协作集合内共??享用户数据，ＣＳ／ＣＢ方案能够降低回程要求［７６Ｌ协作波朿赋型的概念出现在九十年??代中期，主要针对ＳＩＮＲ的均衡问题通过计算功率等级和波束成形系数来最大或??最小ＳＩＮＲ的值。协作调度是一个相对较新的概念。首次研究协作调度时，将整个网??络划分为集群，并在每个集群内使用集中式调度，以确定集群中的哪些ＴＰ应在哪个??时隙和哪个用户中进行传输＠１。后来研宄共同使用ＣＳ／ＣＢ来抑制多用户和多小区千??扰的问题。??９??
本文编号：3289920
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?无线通信的发展历程??过去的几十年里，移动通信经历了从１Ｇ到第四代移动通信（Ｔｈｅ?Ｆｏｕｒｔｈ?Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ??
北京邮电大学工学博士学位论文??????峰值速率?用户体验速率??（Ｇｂｉｔ／ｓ）象?（Ｍｂｉｔ／ｓ）??＼?ＩＭＴ：２０２０??觸麵??（Ｍｂｉｔ／ｓ／ｍ２）?，?／，?＼?／?、?领进效率??设备连接数??（设备数／平方千米）??图１－２?ＩＴＵ对丨ＭＴ－２０２０?（５Ｇ）的需求??型移动宽带（ｅｎｈａｎｃｅｄ?Ｍｏｂｉｌｅ?Ｂｒｏａｄｂａｎｄ，?ｅＭＢＢ）、海量机器类通信（Ｍａｓｓｉｖｅ?Ｍａｃｈｉｎｅ??Ｔｙｐｅ?Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，?ｍＭＴＣ）和超可靠、低时延通信（Ｕｌｔｒａ－Ｒｅｌｉａｂｌｅ?Ｌｏｗ?Ｌａｔｅｎｃｙ??Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，?ＵＲＬＬＣ）。在此技术场景的基础之上，华为公司发布了《５Ｇ时代??十大应用场景白皮书》［６］。高速移动互联网、智能汽车、智慧城市、增强现实、虚拟??现实、车辆自动驾驶、工厂自动化、远程手术等新业务的发展，对系统数据传输速??率产生了新的需求。比如智慧城市要求下行用户体验速率为３００?Ｍｂｐｓ，实时ＶＲ／ＡＲ??业务需要高达１００?Ｍｂｐｓ至９．４?Ｇｂｐｓ的数据传输速率。这就需要增加无线系统的容量??来提供高数据传输速率，同时保持良好的服务质量Ｉ７］。??从上文的分析中可以看出，设备数目与数据流量的不断激增，对５Ｇ网络带来了??巨大的挑战。为了应对日益增长的需求，５Ｇ系统分别从物理层先进技术、新型网络??架构以及扩展更多频谱三个方面提高系统的容量。??（１）通过Ｍａｓｓｉｖｅ?ＭＩＭＯ、自适应调制、ＮＯＭＡ、新型的编码等先进物理层技术??提高系统容量??大规模?ＭＩＭＯ?（Ｍａｓｓｉｖｅ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅ?Ｉｎｐｕｔ?Ｍｕｌｔｉｐｌ
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