【摘要】：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,人們通信的重心已由語音業(yè)務(wù)逐漸向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化,更高的數(shù)據(jù)速率和更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋成為大眾的普遍需求。為了解決傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)通信性能差、頻譜利用率低等問題,第三代合作伙伴計(jì)劃(3rd Generation Partnership Project,3GPP)提出異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(Heterogeneous Network,Het Net)概念并把它成為LTE-A標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是指在傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上引入低功率小型節(jié)點(diǎn)(Low Power Nodes,LPNs),如微(Micro)基站、微微(Pico)基站、毫微微(Femto)基站等,這些無線接入節(jié)點(diǎn)也稱為Small Cell。Small Cell拉近用戶設(shè)備與接入點(diǎn)的距離,能夠有效提高頻譜利用率、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、提升系統(tǒng)吞吐量,但同時(shí)由于LPN的引入改變了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),加劇小區(qū)分裂,從而使用戶接入過程中干擾情況更加復(fù)雜。本論文基于上述背景開展,主要工作如下:首先,介紹LTE-A系統(tǒng)的發(fā)展歷程,分別從廣義和狹義兩個(gè)方面對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的概念做了闡述,詳細(xì)的介紹幾種主要Small Cell的關(guān)鍵技術(shù),包括Pico基站、Femto基站、中繼(Relay)、無線射頻拉遠(yuǎn)(Remote Radio Heads,RRH)等。針對Macro-Pico同頻組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型,總結(jié)當(dāng)前主要的兩種用戶接入準(zhǔn)則:基于最大參考信號接收功率(Max Reference Signal Received Power,Max RSRP)的傳統(tǒng)接入方案,和改進(jìn)的基于小區(qū)區(qū)域擴(kuò)展(Cell Range Expansion,CRE)的用戶接入方案。其次,針對CRE技術(shù)中擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)用戶受干擾嚴(yán)重的問題,引入時(shí)域干擾協(xié)調(diào)中的幾乎空白子幀(Almost Blank Subframe,ABS)技術(shù),提出一種基于ABS和CRE的用戶接入方案,稱為CRE-ABS算法。根據(jù)Macro基站和Pico基站負(fù)載狀況和資源利用率自適應(yīng)調(diào)節(jié)偏置值(bias),當(dāng)bias逐漸穩(wěn)定后,引入ABS技術(shù)降低擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)用戶的干擾,調(diào)節(jié)ABS比例直至系統(tǒng)吞吐量達(dá)到最大,用戶根據(jù)穩(wěn)定后的bias和ABS比例進(jìn)行小區(qū)選擇和接入。仿真實(shí)驗(yàn)表明,本文所提方案實(shí)現(xiàn)了偏置值隨著Pico基站發(fā)射功率不同而自適應(yīng)地收斂于不同的穩(wěn)定值;另外,所提的CRE-ABS算法在提高用戶平均吞吐量和系統(tǒng)總吞吐量方面是行之有效的,并且使鏈路負(fù)載實(shí)現(xiàn)一定程度的均衡。最后,針對系統(tǒng)中小區(qū)邊緣(包括Macro小區(qū)和Pico小區(qū)、Pico小區(qū)與Pico小區(qū))用戶通信不佳的問題,引入LTE-A系統(tǒng)中另外一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):協(xié)作多點(diǎn)傳輸(Coordinated Multiple Points transmission,Co MP),并介紹了Co MP技術(shù)的概念、分類和應(yīng)用場景。在CRE-ABS算法的基礎(chǔ)上提出一種基于Co MP的用戶接入方案,稱為CRE-ABS-Co MP算法,簡稱CAC算法。將系統(tǒng)中用戶分為Co MP用戶和普通用戶,為每個(gè)Co MP用戶選取協(xié)作基站,通過基站間協(xié)作使干擾信號變?yōu)橛杏眯盘?從而改善Co MP用戶性能;對于普通用戶仍采用CRE-ABS算法接入基站。仿真結(jié)果表明所提CAC算法比單一的CRE-ABS算法在小區(qū)邊緣用戶吞吐量方面提升了101.5%,Macro基站和Pico基站的資源利用率也分別提升28.7%和1.8%。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2535543