【摘要】：隨著智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的普及,移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長。為了實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)用戶和低速移動(dòng)用戶的峰值速率可分別達(dá)到1Gb/s和100Mb/s的目標(biāo),在第三代合作伙伴計(jì)劃長期演進(jìn)增強(qiáng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中,提出了載波聚合、下行多入多出、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等一系列技術(shù)。基于正交頻分復(fù)用的蜂窩系統(tǒng)可通過子載波的正交性有效地消除小區(qū)內(nèi)的多用戶干擾,但在全局頻率復(fù)用時(shí),小區(qū)間干擾限制了邊緣用戶的傳輸速率。在典型的宏蜂窩場景中,邊緣吞吐量只能達(dá)到峰值速率的很小部分。小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)通過在多小區(qū)間協(xié)調(diào)使用頻域、時(shí)域或功率資源,可有效規(guī)避或降低小區(qū)間干擾。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單、使用靈活、效果也較為理想。小區(qū)間協(xié)作預(yù)編碼技術(shù)通過協(xié)調(diào)空域資源,根據(jù)調(diào)度信息和用戶信道狀態(tài)信息半靜態(tài)或動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)編碼矩陣,可以更有效地改善邊緣用戶的性能。本文首先研究了同構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的多小區(qū)協(xié)作預(yù)編碼。具體的,針對(duì)小區(qū)內(nèi)多入單出(Multiple-Input Single-Output, MISO)和多入多出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)兩種傳輸場景展開研究。接著,研究了異構(gòu)蜂窩系統(tǒng)中閉合用戶組(Closed Subscriber Group, CSG)家庭基站與宏基站共存時(shí)的干擾協(xié)調(diào)問題。本文的主要貢獻(xiàn)如下： 1.針對(duì)多小區(qū)MISO系統(tǒng)的協(xié)作預(yù)編碼,提出了一種干擾可控最小均方誤差(Leakage-controlled minimum mean square error, LC-MMSE)預(yù)編碼方案,在為本小區(qū)用戶傳輸數(shù)據(jù)時(shí),也可降低對(duì)鄰小區(qū)的干擾泄漏。分析了LC-MMSE預(yù)編碼的信干噪比,并從最大化信干噪比的角度,推導(dǎo)了最優(yōu)的正則因子。提出一種聯(lián)合頻域和空域的干擾協(xié)調(diào)方案,在主子頻帶上,采用MMSE預(yù)編碼為本小區(qū)用戶傳輸數(shù)據(jù)。在輔子頻帶上,采用LC-MMSE預(yù)編碼對(duì)鄰小區(qū)邊緣用戶進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)。與基于信漏噪比的預(yù)編碼方案相比,提出的空域干擾協(xié)調(diào)方案具有用戶反饋量適中,計(jì)算復(fù)雜度低的優(yōu)點(diǎn),因此,更具有實(shí)用性。仿真結(jié)果顯示在發(fā)射端信道狀態(tài)信息完全和不完全的情況下,提出的空域協(xié)調(diào)方案對(duì)比單小區(qū)多用戶傳輸方案都能明顯改善小區(qū)間干擾,并且不引入小區(qū)總吞吐量的損失。 2.針對(duì)多小區(qū)MIMO系統(tǒng)的協(xié)作預(yù)編碼,利用多鏈路MIMO高斯干擾信道模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模,通過在發(fā)送協(xié)方差矩陣引入干擾消零約束,抑制對(duì)其他鏈路的干擾泄漏。在假設(shè)給定協(xié)作關(guān)系時(shí),利用策略博弈對(duì)多小區(qū)發(fā)送協(xié)方差矩陣的設(shè)計(jì)進(jìn)行建模,求解納什均衡,并分析納什均衡唯一性和存在性的條件。針對(duì)協(xié)作關(guān)系的優(yōu)化,分別利用聯(lián)盟形成博弈、聯(lián)盟圖形成博弈和網(wǎng)絡(luò)形成博弈理論對(duì)問題進(jìn)行建模,并提出相應(yīng)的算法求解鏈路間的協(xié)作關(guān)系。提出的聯(lián)盟生成算法是納什穩(wěn)定的,而提出的網(wǎng)絡(luò)生成算法可以收斂到一個(gè)納什均衡。仿真結(jié)果表明提出的聯(lián)盟生成算法在發(fā)射端配置天線數(shù)足夠多的條件下可以提升系統(tǒng)的平均吞吐量；而提出的網(wǎng)絡(luò)生成算法即使在低信噪比或發(fā)送天線數(shù)有限的條件下也能有效地提高系統(tǒng)的平均吞吐量。 3.針對(duì)CSG家庭基站與宏基站共存時(shí)的干擾協(xié)調(diào)問題。首先利用隨機(jī)模型建模宏基站／家庭基站的位置和數(shù)量,推導(dǎo)宏用戶和家庭用戶的覆蓋率(不中斷的概率)的表達(dá)式�；诘玫降挠脩舾采w率,以家庭基站的中斷吞吐量為優(yōu)化目標(biāo),宏用戶覆蓋率為約束,求解出家庭基站最優(yōu)的活躍時(shí)間比和發(fā)射功率。假設(shè)家庭基站不必?zé)o條件協(xié)助宏用戶,而將根據(jù)運(yùn)營商的補(bǔ)償自主調(diào)整干擾程度。利用價(jià)格博弈對(duì)家庭基站擁有者和運(yùn)營商的干擾協(xié)調(diào)進(jìn)行建模。分析得到納什均衡下運(yùn)營商對(duì)家庭基站補(bǔ)償金額,以及家庭基站發(fā)射功率和活躍時(shí)間比的配置。仿真結(jié)果表明時(shí)域靜音方案較功率控制方案可以更好地改善室內(nèi)宏用戶的中斷現(xiàn)象。
【圖文】：

將用戶分為兩類：中心用戶和邊緣用戶。中心用戶的信號(hào)質(zhì)量較好，與其他小區(qū)的中心用戶共享第一段頻帶資源；邊緣用戶信號(hào)質(zhì)量較差，使用第二段頻帶中的某個(gè)子頻帶，且相鄰小區(qū)的邊緣用戶使用子頻帶不重疊，以降低小區(qū)間干擾。圖1 -1給出了 一個(gè)部分頻率復(fù)用方案的示意圖。

(c) oCp - 0.5圖1-2 軟頻率復(fù)用方案的示意圖在軟頻率貧用方案中，對(duì)于每個(gè)小區(qū)，頻帶分為兩個(gè)部分，一部分作為主頻帶，剩余的作為輔頻帶。主頻帶的功率門限高于輔頻帶，且相鄰小區(qū)的主頻帶正交。屮心用戶可以使用所有的頻帶，而小區(qū)邊緣用戶只能使用主頻帶。通過定義功率門限，n丁自適應(yīng)調(diào)整頻率復(fù)用因子。將輔頻帶與主頻帶的發(fā)射功率之比記為ctp，，還是以邊緣復(fù)用因子是3為例，如圖1-2所示，當(dāng)發(fā)射功率比為1時(shí)，為同頻組網(wǎng)，頻率復(fù)/IJ因f為1
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.53

【共引文獻(xiàn)】

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4 王r

本文編號(hào)：2586224