發(fā)布時(shí)間：2018-11-28 14:37

【摘要】：為了滿足不斷增長的無線數(shù)據(jù)需求,可以在傳統(tǒng)宏基站無縫覆蓋的基礎(chǔ)上引入新的低功率節(jié)點(diǎn),進(jìn)行分層異構(gòu)組網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的宏基站和低功率節(jié)點(diǎn)復(fù)用相同頻譜實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)服務(wù)的同時(shí),也會產(chǎn)生嚴(yán)重的共信道干擾,這已成為制約網(wǎng)絡(luò)性能提升的瓶頸。為了優(yōu)化分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò),需要建立合適的干擾理論分析模型來研究干擾特性,分析不同場景和配置時(shí)的理論性能,然后進(jìn)行相應(yīng)的信號處理和資源管理,這是目前業(yè)界研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本論文結(jié)合節(jié)點(diǎn)拓?fù)浞植�、發(fā)射功率、節(jié)點(diǎn)密度、天線數(shù)目、無線衰落、系統(tǒng)負(fù)載等特征以及多天線協(xié)同傳輸、.干擾協(xié)調(diào)以及用戶接入等技術(shù)分析分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)共信道干擾的影響,對相應(yīng)的干擾協(xié)同處理、資源分配和組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了研究,論文的主要工作和創(chuàng)新包括： 1.分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的干擾分布理論研究 針對宏基站和低功率節(jié)點(diǎn)復(fù)用相同無線頻譜的分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),鑒于宏基站一般由運(yùn)營商規(guī)劃設(shè)計(jì),其位置是已知的,而低功率節(jié)點(diǎn)由于業(yè)務(wù)需求,其位置具有隨機(jī)特性。論文建立了一種宏基站位置確定、低功率節(jié)點(diǎn)位置服從泊松點(diǎn)分布的兩層異構(gòu)場景的干擾分析模型,分析了干擾特征,推導(dǎo)了宏基站用戶和低功率節(jié)點(diǎn)用戶所接收的干擾功率的概率密度函數(shù)理論閉式表達(dá)式,并評估了發(fā)射功率、節(jié)點(diǎn)密度和路徑損耗因子等參數(shù)對干擾的影響。仿真結(jié)果表明,所提兩層異構(gòu)干擾模型下的用戶干擾分布具有重尾特性。 2.分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)差異化信道建模和理論性能研究 由于鋪設(shè)環(huán)境、天線高度等因素,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)不同層的無線傳輸鏈路具有差異化的小尺度衰落特性。針對終端直通復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的分層異構(gòu)場景,將終端直通用戶傳輸鏈路的小尺度衰落建模為萊斯分布,而將其他鏈路小尺度衰落建模為瑞利分布,以表征異構(gòu)無線傳輸鏈路的信道差異性�；谠摬町惢诺滥Ｐ�,提出了一種集中機(jī)會式頻譜接入控制方案以降低終端直通用戶對蜂窩用戶的干擾,推導(dǎo)了終端直通和傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的成功傳輸概率、平均容量以及網(wǎng)絡(luò)容量等性能,并提出了基于成功傳輸概率最大的終端直通-蜂窩通信選擇機(jī)制。論文揭示了萊斯信道中視距傳輸對分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)性能的影響,給出了所提方案相比于傳統(tǒng)隨機(jī)頻譜接入方案的性能增益。理論分析和仿真結(jié)果表明,視距傳輸增加可以有效提高終端直通用戶傳輸可靠性,在給定終端直通通信頻譜占用率的條件下,通過降低蜂窩網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保障,提高終端直通服務(wù)鏈路的傳輸穩(wěn)健性或采用所提的集中機(jī)會式頻譜接入控制方案,都可以提升終端直通用戶的傳輸性能。 3.基于空域干擾協(xié)調(diào)的分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化 從無線信號處理角度來看,多天線空域干擾協(xié)調(diào)是一種抑制分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)干擾的有效手段。本文分別針對分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的上行和下行傳輸研究了抑制跨層干擾的空域干擾協(xié)調(diào)方法,對空域干擾協(xié)調(diào)方法的信干噪比、平均容量等系統(tǒng)性能進(jìn)行理論分析,并以最大化網(wǎng)絡(luò)容量為目標(biāo)提出了自適應(yīng)空域干擾協(xié)調(diào)用戶選擇算法。論文評估了天線數(shù)目對空域干擾協(xié)調(diào)方法性能的影響,并研究了增強(qiáng)有用信號和抑制干擾之間的折中。仿真結(jié)果表明,所提的空域干擾協(xié)調(diào)算法基于少量的大尺度信道信息能有效提升異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性和網(wǎng)絡(luò)容量,并且基于所提的空域干擾協(xié)調(diào)算法,網(wǎng)絡(luò)容量隨基站天線數(shù)目增加而顯著提升。 4.基于用戶接入的分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化 從資源管理角度來看,用戶接入節(jié)點(diǎn)的選擇會對其所受的干擾以及可用的無線資源造成影響,而合理的用戶接入技術(shù)是減少分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)干擾的有效手段,也是優(yōu)化分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文采用一種基于低功率節(jié)點(diǎn)接入偏移的用戶接入技術(shù),并提出了一種空域干擾協(xié)調(diào)方案以抑制高功率節(jié)點(diǎn)對低功率節(jié)點(diǎn)覆蓋擴(kuò)展區(qū)域用戶的干擾。論文分析了基于低功率節(jié)點(diǎn)接入偏移的分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)成功傳輸概率,評估了分層異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送天線數(shù)目、接入偏移因子以及空域干擾協(xié)調(diào)對負(fù)載、傳輸可靠性以及網(wǎng)絡(luò)容量的影響。仿真結(jié)果表明,接入偏移技術(shù)在低功率節(jié)點(diǎn)部署密時(shí)集更有助于網(wǎng)絡(luò)容量的提升；在非滿載場景下所提的空域干擾協(xié)調(diào)方案不僅可以提高傳輸可靠性,而且可以提升異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)容量。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2363154