隨著智能手機(jī)、平板電腦等智能移動設(shè)備迅速普及和新型業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn),無線網(wǎng)絡(luò)正面臨著數(shù)據(jù)流量指數(shù)增長的巨大挑戰(zhàn)。為了滿足更高的網(wǎng)絡(luò)性能需求,異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（Heterogeneous Network,HetNet）、大規(guī)模多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）、全雙工（Full-Duplex,FD）以及非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）等成為構(gòu)建第五代（fifth generation,5G）網(wǎng)絡(luò)的主流選擇。然而,HetNet的致密性導(dǎo)致回程問題日益凸顯。因此,本文結(jié)合FD和NOMA技術(shù)研究了5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無線回程方案及實現(xiàn)。首先,本文通過探究有線回程的局限性以及大多無線回程方法占用更多頻譜的弊端,結(jié)合NOMA技術(shù)疊加功率域從而不占用額外頻譜的優(yōu)勢,設(shè)計了全雙工大規(guī)模MIMO輔助多層HetNet實現(xiàn)無線回程的網(wǎng)絡(luò)模型。其中,宏小區(qū)被密集部署的單天線小小區(qū)基站（Small cell Base Station,SBS）覆蓋。在SBS上采用NOMA技術(shù),SBS根據(jù)功率分配系數(shù)在上/下行鏈路疊加回程。宏... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球數(shù)據(jù)中心流量增長情況(單位：ZB)

第1章緒論同BS的業(yè)務(wù)負(fù)載均衡意味著更好的資源分配和利用；(2)使用低功率的短無線電鏈路可以提高網(wǎng)絡(luò)的能效。圖1-3搭載5G的未來智能工業(yè)與4G移動通信系統(tǒng)相比，5G的傳輸速率將提高1000倍[8]，傳輸時延將由20ms減少到5ms。此外，還要求接近零延遲以及節(jié)能和降低成本。圖1-3展示了搭載5G的未來智能工廠[9]，5G將滲透到未來社會的每個要素中，并創(chuàng)建一個全方位、以用戶為中心的信息生態(tài)系統(tǒng)；5G將打破時間和空間的限制，以提供身臨其境的交互式用戶體驗；5G還將縮短人與物之間的距離，實現(xiàn)無縫集成，并實現(xiàn)人與物之間的輕松智能互連，實現(xiàn)愿景“信息就在指間，一切都將保持聯(lián)系”。借此助推物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)家庭、智慧城市、自動駕駛、超高清視頻和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的迅猛發(fā)展。雖然在5G中，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模多輸入多輸出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)以及全雙工等技術(shù)被廣泛研究，以充分利用這些技術(shù)的優(yōu)勢。但是，在豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)取代傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型過程中，有限的頻譜資源仍然是無線通信中的瓶頸。為了滿足5G無線通信系統(tǒng)指數(shù)級增長的數(shù)據(jù)流量，非正交多址接入(Non-OrthogonalMultipleAccess,NOMA)技術(shù)已經(jīng)成為5G無線通信系統(tǒng)極具發(fā)展?jié)摿Φ闹匾ナ种籟10–13]，表1-1給出了移動通信技術(shù)更新?lián)Q代歷程中所使用的關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。針對5G容量提升的問題，兩個主要解決方案是NOMA和在宏小區(qū)中大規(guī)模密集部署小蜂窩。通過NOMA的集成，可以提高網(wǎng)絡(luò)頻譜效率，通過在相同時間/頻率資源中進(jìn)行用戶配對和多路復(fù)用，在不增加可用資源的情況下提供比正交多址接入(OrthogonalMultipleAccess，OMA)更高的容量[14]，顯然，這是極有可能的。但是，在使用NOMA技術(shù)實現(xiàn)頻譜復(fù)用的情況下，網(wǎng)絡(luò)5

西北師范大學(xué)碩士學(xué)位論文大規(guī)模商用的5G部署可能要等到當(dāng)前預(yù)測期(2022年之后)之后才能執(zhí)行，目前的基礎(chǔ)設(shè)施部署及5G新速率體驗只是第一步。2.25G關(guān)鍵技術(shù)2.2.1大規(guī)模MIMO技術(shù)MIMO技術(shù)，就是在接收端和發(fā)射端部署許多的天線。隨著網(wǎng)絡(luò)逐漸異構(gòu)化，目前主要方法是由超密集小蜂窩覆蓋在宏蜂窩上[48]，為了便于理解，圖2-4給出了大規(guī)模MIMO信道模型。一般在MBS上配備了大量的天線，以支持宏小區(qū)內(nèi)具有高移動性的MU并管理資源分配，而SBS部署少量天線以服務(wù)于低移動性的小小區(qū)MU。通過在基站上部署大量天線，可以使用簡單的線性收發(fā)器實現(xiàn)非常高的頻譜以及能量效率，例如最大比率傳輸和最大比率合并。這些顯著的優(yōu)勢使大規(guī)模MIMO成為下一代移動通信系統(tǒng)中有希望的技術(shù)[49]。圖2-4大規(guī)模MIMO信道模型在5G蜂窩系統(tǒng)中，借助大規(guī)模天線陣列的MIMO系統(tǒng)是有望進(jìn)一步提高蜂窩吞吐量的技術(shù)。與傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)相比，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)在基站處部署了更多數(shù)量級的天線單元，以同時為小區(qū)中的MU提供高數(shù)據(jù)速率。除了在整個小區(qū)中獲得增益外，隨著SIR收斂到一定范圍(基站和MU之間的隨機(jī)信道矢量變?yōu)闊o噪聲確定性信道)，多徑衰落的影響就消失了。另外，在獨(dú)立同分16

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于非正交多接入的多層全雙工異構(gòu)網(wǎng)回程方案及性能研究[J]. 賈向東,紀(jì)珊珊,范巧玲,楊小蓉.  電子與信息學(xué)報. 2019(04)
[2]全雙工大規(guī)模MIMO異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜效率分析及優(yōu)化[J]. 沈哲賢,許魁,王雨榕,王萌.  信號處理. 2018(04)
[3]基于帶內(nèi)無線回程的HetNets安全性能研究[J]. 頡滿剛,賈向東,周猛,紀(jì)珊珊,焦金良,楊正.  計算機(jī)工程. 2018(05)

博士論文
[1]基于大規(guī)模MIMO的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能分析及資源分配研究[D]. 劉銀鈞.北京郵電大學(xué) 2018
[2]5G無線通信系統(tǒng)中非正交多址接入技術(shù)研究[D]. 呂璐.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]非正交多址接入系統(tǒng)功率分配優(yōu)化設(shè)計與性能分析[D]. 崔靜靜.西南交通大學(xué) 2018

碩士論文
[1]5G環(huán)境下無線回程優(yōu)化理論研究[D]. 李風(fēng)樂.南京郵電大學(xué) 2018
[2]5G多用戶非正交共享接入中干擾消除技術(shù)研究[D]. 郭永娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3306164