發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 04:46

【摘要】：隨著急劇增長(zhǎng)的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不斷增加的用戶移動(dòng)設(shè)備,運(yùn)營(yíng)商提出部署超密集異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)來滿足用戶增加的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求,并提高網(wǎng)絡(luò)容量。在緊缺的頻譜資源和能量資源的約束下,網(wǎng)絡(luò)頻譜效率、能量效率和經(jīng)濟(jì)效率成為運(yùn)營(yíng)商在運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所關(guān)注的三個(gè)重要方面。為進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)容量以及更好地利用現(xiàn)有無線資源,研究者們考慮在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入設(shè)備間直連(D2D,Device-to-Device)通信技術(shù)來有效地卸載蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并緩解基站業(yè)務(wù)壓力。如何系統(tǒng)地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、理論模型分析以及參數(shù)優(yōu)化,使得超密集異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)能夠高效地運(yùn)行,已經(jīng)成為業(yè)界重要的研究方向。本文首先介紹了高效超密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)的研究背景和研究意義,并對(duì)超密集小蜂窩網(wǎng)絡(luò)和D2D通信技術(shù)做了相關(guān)介紹。針對(duì)超密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)卸載問題,本文隨后討論了利用D2D通信技術(shù)進(jìn)行超密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)卸載的應(yīng)用前景,并對(duì)運(yùn)營(yíng)商實(shí)際實(shí)施方案做了簡(jiǎn)要概述。之后,對(duì)評(píng)估無線通信網(wǎng)絡(luò)性能的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)效率和網(wǎng)絡(luò)能量效率做了相關(guān)介紹。然后,本文從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)效率的角度出發(fā),考慮了運(yùn)營(yíng)商激勵(lì)D2D發(fā)送者給附近其它用戶共享流行內(nèi)容的場(chǎng)景。利用隨機(jī)幾何工具將基站、用戶、D2D發(fā)送者的空間分布抽象為二維點(diǎn)過程。分析了網(wǎng)絡(luò)中不同層之間的干擾對(duì)蜂窩鏈路及D2D通信性能的影響,以及共享內(nèi)容流行度對(duì)卸載蜂窩用戶數(shù)的影響。得到了在滿足用戶一定數(shù)據(jù)速率要求的條件下,基站和D2D發(fā)送者的最小發(fā)送功率,以及網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)效率的閉式表達(dá)式。并且,本文利用兩階段斯塔克伯格博弈理論對(duì)運(yùn)營(yíng)商激勵(lì)D2D發(fā)送者共享流行內(nèi)容進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,分析了在D2D通信的兩種工作模式下(復(fù)用模式和正交模式),運(yùn)營(yíng)商達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)效率的最優(yōu)激勵(lì)策略和最優(yōu)帶寬分配方案。最后,本文從網(wǎng)絡(luò)能量效率的角度出發(fā),對(duì)基于無線供能驅(qū)動(dòng)的D2D通信卸載蜂窩網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行了建模與分析�？紤]了蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站對(duì)D2D發(fā)送者進(jìn)行無線射頻能量傳輸?shù)膱?chǎng)景,D2D發(fā)送者隨后利用收集到的能量對(duì)其附近其它用戶進(jìn)行流行內(nèi)容共享。本文利用隨機(jī)幾何工具有效地揭示了網(wǎng)絡(luò)中無線能量傳輸和無線信息傳輸?shù)膬?nèi)在關(guān)系,并得到了D2D發(fā)送者的平均發(fā)送功率、基站的最小發(fā)送功率、D2D用戶的中斷概率和蜂窩用戶的中斷概率。研究發(fā)現(xiàn),通過優(yōu)化無線能量傳輸時(shí)間分配因子,運(yùn)營(yíng)商可達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)能量效率。根據(jù)仿真結(jié)果顯示,通過在基站側(cè)部署大規(guī)模天線以及在用戶之間共享流行度更高的業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)能量效率可以得到進(jìn)一步提升。
【圖文】：

圖 1.1 思科公司關(guān)于全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量預(yù)測(cè)[1]了滿足更高更快的數(shù)據(jù)速率要求，研究者們提出了超密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)的概念，用戶平均信干噪比基本不變的情況下，增加蜂窩小區(qū)數(shù)量。通過利用小區(qū)分?jǐn)U展了小區(qū)內(nèi)的單個(gè)用戶在小區(qū)內(nèi)享用的無線通信資源。因此，用戶平均吞提高，并且小區(qū)邊緣用戶的信干比得到改善，提升了小區(qū)內(nèi)用戶總吞吐量。蜂窩小區(qū)數(shù)量這種方式已經(jīng)在一些蜂窩通信技術(shù)演進(jìn)中得到應(yīng)用[2][3][4][5][6]。十年代，在第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，蜂窩小區(qū)的大小可以達(dá)到幾百平方公里起，蜂窩小區(qū)的大小不斷縮小，到現(xiàn)在城市地區(qū)內(nèi)小區(qū)大小不到一平方公里在日本，基站之間的距離可以縮小到兩百米左右，小區(qū)的良好覆蓋范圍可以之一平方公里左右。蜂窩網(wǎng)絡(luò)在逐步演進(jìn)，，并且包含一些更小的小區(qū)，例如只有一百米左右的微蜂窩和覆蓋半徑為幾十米的微微蜂窩，以及一些類似于蓋范圍和容量但在中心站點(diǎn)具有自己的基帶處理系統(tǒng)并且共享小區(qū)身份認(rèn)式天線系統(tǒng)。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文蜂窩網(wǎng)絡(luò)不會(huì)對(duì)用戶平均信干比(SIR)帶來影響。這是由于，在增更大干擾的同時(shí)，用戶到基站有用信號(hào)鏈路的距離也在不斷減小，增加。從宏觀角度可以發(fā)現(xiàn)，用戶收到的干擾信號(hào)強(qiáng)度的增加和有恰好抵消，使得用戶信干比保持不變。因此，從理論上講，小蜂窩會(huì)帶來用戶信干比的犧牲，直到增加到每個(gè)基站只服務(wù)一個(gè)用戶或就允許每個(gè)基站可以將其所有的通信資源只用來服務(wù)一個(gè)用戶。圖蜂窩網(wǎng)絡(luò)的二維平面示意圖，其中綠色小叉代表基站的地理位置，小區(qū)的范圍。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

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6 ;MIMO[J];電子質(zhì)量;2008年09期

7 凌志弘;WLAN與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合[J];電信網(wǎng)技術(shù);2004年02期

8 ;飛利浦LDMOS技術(shù)加速3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐[J];電信技術(shù);2003年12期

9 裴仁超;李莉;沈一豪;張道煦;羅漢文;;蜂窩網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備間中繼的功率分配[J];上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年01期

10 王科;;無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的抗干擾以及越區(qū)切換[J];通訊世界;2017年05期

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3 楊濤;吳樹興;吳偉陵;;一種多跳蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)淇刂扑惴ㄑ芯縖A];2005'中國(guó)通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

4 張知v

本文編號(hào)：2609997