發(fā)布時間：2020-06-13 08:53

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,傳統(tǒng)的通信技術(shù)不再滿足日益增長的移動數(shù)據(jù)流量需求,從而推動了第五代移動通信(The 5th Generation Mobile Communication,5G)的發(fā)展。為了滿足5G應(yīng)用場景的性能要求,5G網(wǎng)絡(luò)會采用毫米波寬帶通信、超密集組網(wǎng)、多網(wǎng)融合、大規(guī)模天線陣列等關(guān)鍵技術(shù)。在5G超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中,無線接入與無線回傳技術(shù)不僅能提高組網(wǎng)的靈活性,降低網(wǎng)絡(luò)部署的成本,同時也為海量設(shè)備提供了便捷的入網(wǎng)方式。用戶的移動性和無線信道的時變性使得系統(tǒng)需要結(jié)合基站與用戶的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為用戶合理地選擇服務(wù)基站,并根據(jù)當(dāng)前時刻基站負(fù)載有效地分配資源。因此,需要一個合理有效的5G無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)用戶關(guān)聯(lián)與無線帶寬資源分配方案。本文圍繞5G無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的用戶關(guān)聯(lián)與回傳帶寬資源分配問題展開了研究。首先,創(chuàng)建了一個兩層無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型,利用迫零預(yù)編碼技術(shù)對信道容量進(jìn)行分析,并采用了反向時分雙工技術(shù)和基站休眠技術(shù)對無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行干擾管理。然后,基于提出的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型,建立了 3.5 GHz低頻系統(tǒng)的用戶關(guān)聯(lián)與回傳帶寬資源分配的聯(lián)合優(yōu)化問題1(Problem 1,P1)的數(shù)學(xué)模型,同時也為使用毫米波頻段+低頻頻段(Milimiter Wave+Low Frequency,mm Wave+LF)高頻系統(tǒng)的用戶關(guān)聯(lián)與回傳帶寬資源分配的聯(lián)合優(yōu)化問題2(Problem2,P2)建立了數(shù)學(xué)模型。最后,針對低頻系統(tǒng)的P1問題提出了聯(lián)合優(yōu)化算法,同時也對高頻系統(tǒng)的P2問題提出了貪婪算法。本文采用了基于3GPP(the 3rd Generation Partner Project)信道建模的隨機(jī)分布場景與射線跟蹤(Ray Tracer,RT)應(yīng)用場景對低頻系統(tǒng)的聯(lián)合優(yōu)化算法及高頻系統(tǒng)的貪婪算法進(jìn)行驗證與評估。將三種傳統(tǒng)的用戶關(guān)聯(lián)與資源分配算法作為對比算法。實(shí)驗結(jié)果表明,在低頻系統(tǒng)仿真中,本文提出聯(lián)合優(yōu)化算法性能最優(yōu),聯(lián)合優(yōu)化算法所得的邊緣用戶速率比傳統(tǒng)算法的邊緣用戶速率至少提高了4%,而且平均用戶速率也比傳統(tǒng)算法的平均用戶速率至少提高了 10%。在高頻系統(tǒng)仿真中,本文提出的貪婪算法性能最優(yōu),貪婪算法所得的邊緣用戶速率比傳統(tǒng)算法的邊緣用戶速率至少提高了 3.21%,而且平均用戶速率也比傳統(tǒng)算法的平均用戶速率至少提高了 89%。
【圖文】：

、。逡逑常由覆蓋范圍廣的宏基站以及解決熱點(diǎn)小區(qū)覆蓋的小基站如微基站、皮基站、家逡逑基站、中繼等組成。本章節(jié)設(shè)計了一個兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型用于研宄５Ｇ無線異構(gòu)逡逑絡(luò)用戶關(guān)聯(lián)與無線回傳帶寬資源分配問題。基于所設(shè)計的兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型分逡逑了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)干擾管理方案，并介紹了基站與用戶的天線模型以及系統(tǒng)的信道建逡逑方法。逡逑．１系統(tǒng)模型逡逑本章建立了一個兩層無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型，，小區(qū)中央部署了一個ＭＢＳ，邋ＭＢＳ四逡逑部署了若干個ＳＢＳ，小區(qū)內(nèi)部均勻部署了大量的用戶終端設(shè)備（Ｕｓｅｒ邋Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，逡逑Ｅ），如圖２－１所示。其中，ＭＢＳ到ＳＢＳ的無線鏈路稱為回傳鏈路（Ｂａｃｋｈａｕｌ逡逑ｉｎｋ，邋ＢＬ），ＭＢＳ或ＳＢＳ到ＵＥ的無線鏈路稱為接入鏈路（ＡｃｃｅｓｓＬｉｎｋ，邋ＡＬ），接逡逑鏈路和回傳鏈路均采用空口技術(shù)［１］，邋ＭＢＳ到核心網(wǎng)絡(luò)采用光纖連接的方式。ＭＢＳ逡逑有大規(guī)模天線陣列，ＳＢＳ采用單天線和多天線兩種模式，ＵＥ僅配有單天線。ＵＥ逡逑以通過ＭＢＳ連接核心網(wǎng)，也可以通過ＳＢＳ以兩跳的連接方式接入核心網(wǎng)。逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｔｉｍｅ邋ｓｌｏｔ邋ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＭＢＳ邋ａｎｄ邋ＳＢＳ逡逑由于ＭＢＳ與ＳＢＳ采用反向時隙配置，當(dāng)ＳＢＳ處于下行時隙時，ＭＢＳ處于上逡逑時隙，避免了小小區(qū)用戶（ＳｍａｌｌＣｅｌｌＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，邋ＳＣＵＥ）在接收ＳＢＳ的服逡逑信號時受到ＭＢＳ下行信號的干擾。但是在采用ＲＴＤＤ模式時，會出現(xiàn)ＳＢＳ同逡逑時收到來自ＭＢＳ的回傳鏈路消息以及ＳＣＵＥ的接入鏈路消息的情況。ＭＢＳ的發(fā)逡逑功率大于ＳＣＵＥ的發(fā)射功率，回傳信息將淹沒用戶信息。因此，本文使用回傳鏈逡逑與接入鏈路頻帶分離的技術(shù)即ＳＢ技術(shù)，消除接入鏈路與回傳鏈路的干擾。逡逑系統(tǒng)采用帶內(nèi)無線回傳方式進(jìn)行帶寬資源分配，假設(shè)系統(tǒng)帶寬為一個單元，回逡逑帶寬為０，接入帶寬則是（１－）＾。利用ＳＢ技術(shù)將回傳與接入頻段分開，如圖２－３逡逑示。在Ｔ１時隙時，ＭＢＳ處于下行時隙，它通過帶寬為Ａ的回傳鏈路將下行消息逡逑送給ＳＢＳ，同時通過帶寬為（１－以的接入鏈路發(fā)送消息給宏小區(qū)用戶（Ｍａｃｒｏ邋Ｃｅｌｌ逡逑ｓｅｒ邋Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，邋ＭＣＵＥ）。而此時，ＳＢＳ正處于上行時隙，通過帶寬為（１－戶）的接逡逑鏈路接收到ＳＣＵＥ的信息，并通過帶寬為的回傳鏈路接收ＭＢＳ的回傳信息。逡逑此可見，在Ｔ１時隙時ＳＢＳ將同時收到ＭＢＳ與ＳＣＵＥ的消息，利用ＳＢ技術(shù)有逡逑地消除了邋ＭＢＳ對ＳＣＵＥ的干擾。同理可得，在Ｔ２時隙時ＭＢＳ將同時收到來自逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 滕穎蕾;未來寬帶無線通信系統(tǒng)資源分配技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

本文編號：2710934