本文關(guān)鍵詞：使用分?jǐn)?shù)頻率重用的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的干擾管理　出處：《北京科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：因智能手機(jī)/手持設(shè)備及機(jī)器類(lèi)通信服務(wù)的軟硬件系統(tǒng)升級(jí),現(xiàn)代蜂窩網(wǎng)絡(luò)面臨前所未有的大數(shù)據(jù)量。其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正在從僅宏小區(qū)的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)楦采w在宏小區(qū)上的密集小區(qū)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),比如:微小區(qū)、微微小區(qū)、家庭基站和分布式天線(xiàn)系統(tǒng)。這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(Hetnets)在容量和覆蓋性能方面,優(yōu)于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),更具成本效益優(yōu)勢(shì)。然而,在傳輸功率,覆蓋范圍和其他技術(shù)參數(shù)方面,網(wǎng)絡(luò)層的異構(gòu)性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和建模提出了新的挑戰(zhàn),尤其對(duì)干擾分布和移動(dòng)性管理產(chǎn)生了很大影響。即使在只有宏小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)于管理稀缺資源和減少干擾,均非常重要;對(duì)于干擾分布和覆蓋模式更加復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),其作用更是不言而喻。分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用(FFR)是一種有效的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)機(jī)制,旨在解決同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的同信道干擾問(wèn)題;同時(shí),它也可用于設(shè)計(jì)多層網(wǎng)絡(luò)間的資源分配策略,從而最小化多層網(wǎng)絡(luò)的跨層干擾。本論文用分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用技術(shù)對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的下行鏈路進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模,可在減少干擾和資源利用方面提供綜合性指導(dǎo)。論文的貢獻(xiàn)主要是提供了一種基于仿真和分析的模型,為研究人員和運(yùn)營(yíng)商提供工具,用于評(píng)估多種可能會(huì)出現(xiàn)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。首先,論文提出了一種基于六邊形網(wǎng)格拓?fù)涞母倪M(jìn)結(jié)構(gòu),它具有中間區(qū)域,提供較高的抗跨層干擾能力,特別是對(duì)于處在小區(qū)中心和邊緣過(guò)渡區(qū)域的用戶(hù)設(shè)備(UE)。通過(guò)將共享資源策略性地增加到新中間區(qū)域的宏用戶(hù)設(shè)備,并從可用子頻帶中選取接收干擾最小的子頻帶,由此改善了用戶(hù)設(shè)備的吞吐量和覆蓋范圍的整體性能。其次,針對(duì)雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為更好地捕捉覆蓋在已規(guī)劃好宏小區(qū)上的非規(guī)則微小區(qū),論文提出了一種混合隨機(jī)決策模型,用于評(píng)估采用FFR的6扇區(qū)天線(xiàn)UE的性能。我們進(jìn)一步推導(dǎo)了一個(gè)適合各類(lèi)用戶(hù)設(shè)備(UEs)的SINR理論分布框架,可推測(cè)宏小區(qū)和微蜂窩共同提供的每層平均覆蓋概率和平均用戶(hù)吞吐量。論文又將該SINR框架用于定義邊緣微蜂窩與底層FFR宏小區(qū)的同頻運(yùn)行的最短距離,而不違反同頻禁止區(qū)的掉線(xiàn)限制。隨后,論文進(jìn)一步優(yōu)化分?jǐn)?shù)頻率重用(FFR)相關(guān)參數(shù),最大化網(wǎng)絡(luò)總吞吐量和UE間的公平性。論文所提出的此分析框架為有干擾微蜂窩部署提供了實(shí)用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。最后,論文提出了一種不規(guī)則小區(qū)結(jié)構(gòu),其宏小區(qū)和微蜂窩接入點(diǎn)均假定為獨(dú)立空間泊松點(diǎn)過(guò)程(PPPs),并使用帶有FFR的扇區(qū)天線(xiàn)。在4G場(chǎng)景,借助PPP對(duì)非規(guī)則蜂窩位置建模,能獲得與理想規(guī)則六邊形蜂窩一樣準(zhǔn)確的效果。然后,借助隨機(jī)幾何理論工具,論文提出了一種分析框架用于評(píng)估所提出的非規(guī)則網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲蟹忾]路徑下共層和跨層干擾管理。經(jīng)過(guò)數(shù)值仿真分析,論文驗(yàn)證了所提出的SINR分布模型,并與其他FFR機(jī)制以及非FFR系統(tǒng)進(jìn)行了比較分析。論文還分別針對(duì)3扇區(qū)和6扇區(qū)FFR部署,計(jì)算平均網(wǎng)絡(luò)頻譜效率由此證實(shí)了在該分析框架中使用定向天線(xiàn)可降低干擾。本論文的主要貢獻(xiàn)是針對(duì)具有定向天線(xiàn)的FFR輔助OFDM異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),使用隨機(jī)幾何的方法,建立分析模型,并使用該對(duì)多級(jí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析和性能評(píng)估。
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
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本文編號(hào)：1316383