異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)作為下一代5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),具有提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率、提高頻譜資源利用率、易于安裝、提高覆蓋面積、減小網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)、提高網(wǎng)絡(luò)可靠性、低成本、節(jié)約能量等優(yōu)點(diǎn)。Femtocell網(wǎng)絡(luò)作為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)組成部分,被研究機(jī)構(gòu)和工業(yè)所廣泛關(guān)注。Femtceoll網(wǎng)絡(luò)的引入,給無線網(wǎng)即帶來機(jī)遇,又帶來了挑戰(zhàn)。由于Femtocell網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)部署,以及占用與宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)相同的頻譜資源,Femtocell網(wǎng)絡(luò)必然會(huì)對(duì)原有的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)造成跨層干擾,同時(shí),Femtocell網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的同層干擾。實(shí)際的通信環(huán)境是動(dòng)態(tài)的,即無線信道狀態(tài)信息是變化的。如何在動(dòng)態(tài)的通信環(huán)境中,捕獲動(dòng)態(tài)的信道狀態(tài)信息,并設(shè)計(jì)合理的功率控制策略用于抑制通信系統(tǒng)內(nèi)的同層以及跨層干擾,提高通信系統(tǒng)的性能是亟待解決的。首先,考慮在無線通信環(huán)境變化快慢兩種場(chǎng)景下,用模糊邏輯系統(tǒng)(Fuzzy Logic System,FLS)借助通信系統(tǒng)可以獲取的信息估計(jì)動(dòng)態(tài)的,瞬時(shí)的信道狀態(tài)信息。提出基于FLS信道估計(jì)的功率控制方案,用于降低通信系統(tǒng)的干擾,最小化通信系統(tǒng)的能耗,提升通信系統(tǒng)的性能。在最小化通信系統(tǒng)能耗的同時(shí),通信系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)用戶的服務(wù)質(zhì)量通過傳輸速率的約束得到了保證。其次,考慮在多蜂窩,多用戶下的場(chǎng)景下;信道狀態(tài)信息受路損,陰影衰落,瑞利衰落等影響因素時(shí);通過FLS捕獲其動(dòng)態(tài)的信道狀態(tài)信息。提出基于FLS信道估計(jì)的功率控制方案對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行干擾管理,最大化通信系統(tǒng)的傳輸速率,提升通信系統(tǒng)性能。在最大化通信系統(tǒng)傳輸速率的同時(shí),每個(gè)用戶的服務(wù)質(zhì)量通信噪比的約束得到了保證。最后,針對(duì)于正交頻分多址接入Femtocell網(wǎng)絡(luò),通過FLS捕獲其動(dòng)態(tài)的信道狀態(tài)信息。提出基于FLS信道估計(jì)的功率控制方案用于實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)能效最大化。同時(shí)在子載波分配時(shí)考慮了用戶公平性問題,以及最大干擾限制,最低傳輸速率的要求,最大傳輸功率的限制。在最大化通信系統(tǒng)能效的同時(shí),用戶的服務(wù)質(zhì)量也得到了保證。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

圖 2-1 兩層 Femtocell 網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型需要注意的是，每個(gè)蜂窩內(nèi)有多個(gè)用戶的場(chǎng)景可以轉(zhuǎn)過正交頻分多址接入(OFDMA)，通過子載波分配，不同的載波。因此，n個(gè)用戶可以共享同一條載波；蜂窩內(nèi)。tocell 網(wǎng)絡(luò)中，為了最小化整體系統(tǒng)的總功率，并同的要求，便形成了如下優(yōu)化問題：*,min,s.t.0 ,ii ii i maxpR R i Np p i N ,2, , n},i,maxp 為每個(gè)用戶的最大功率。增益不確定時(shí)，信道模型為g g g 。其中g(shù) 為信道波動(dòng)量。對(duì)于通信系統(tǒng)，信道增益g 是動(dòng)態(tài)，其中之前的工作關(guān)于信道不確定的處理為概率或者域。

推理機(jī)的處理是基于知識(shí)庫(kù)，知識(shí)庫(kù)包含了一系列的推理規(guī)則。這則用來建立 FLS 的輸入輸出關(guān)系。一條模糊規(guī)則包括兩部分，左邊部分稱為謂右邊部分稱為結(jié)果。所有的規(guī)則都被推理機(jī)以相同的方式執(zhí)行。模糊化部分將轉(zhuǎn)化為精確輸出。.2 FLS 估計(jì)瞬時(shí)的信道增益為了確定瞬時(shí)信道增益 g ，通信系統(tǒng)的每個(gè)用戶借助 FLS 去獲取瞬時(shí)的信道增FLS 的輸入為上一次傳輸?shù)墓β?p ，信噪比 SINR，接收信號(hào)強(qiáng)度 RSSI。信道增獲取是基于知識(shí)庫(kù)的一系列推理規(guī)則。如圖 2-2，這僅有一個(gè)輸出變量，命名為信道增益，其表示用戶和其通信基站的，其中的知識(shí)庫(kù)包含5 6 5 150規(guī)則。注釋 2-2：FLS 的靈敏度取決于輸入變量的個(gè)數(shù)以及隸屬度函數(shù)的個(gè)數(shù)。靈敏度輸出特別重要。因?yàn)樾诺涝鲆媸沁M(jìn)行功率優(yōu)化所必需的物理量。但是，模糊規(guī)數(shù)量影響 FLS 的計(jì)算復(fù)雜度，故不能無限制的增加每個(gè)輸入變量的隸屬度個(gè)數(shù)。

圖 3-1 系統(tǒng)模型k,*) ,i ， i N , k K ,u M ，是用戶的目標(biāo) SINR。為保證用戶的服務(wù)質(zhì)量( ) ( ,*), ,k ku i u i 取得通信系統(tǒng)最大的傳輸速率，并保證每個(gè)用戶的服務(wù)質(zhì)量�；谛艃�(yōu)化模型可以建立為：(k),1 0 1(k,*), ,(k,max), ,max, , ,s.t.0 , , ,K N Fu ik i uku i u iku i u iRi u kp p i u k N F KN F K( , ),k maxu i 為第i個(gè)蜂窩內(nèi)第u 個(gè)用戶在第k 條載波上的最大傳輸功率。模型為,10, , ,10u nku n u n u ng d r 。其中u ,nd 為路損；,1010u n 為陰影作用， ， 以u(píng) ,n 為 方 差 的 高 斯 隨 機(jī) 變 量 ；u ,nr 是 瑞 利 作 N , k K , u M oru F 其中路損為信道增益的基礎(chǔ)決定部分，陰影和
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本文編號(hào)：2862505