学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

异构蜂窝网络的干扰管理研究

作　者: 刘伟强
导　师: 王卫东
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 异构网络 干扰管理 开放接入 功率控制 小区偏置 几乎空白子帧 频谱效率
分类号: TN929.53
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 167次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着移动互联网的快速发展,以及新兴业务和移动应用的爆炸性增长,移动用户对传输速率提出了更高的要求。通过在传统的蜂窝上叠加小型基站,异构蜂窝网络(HCN)可以有效地提高蜂窝网络容量,也因此成为了未来移动通信系统的一项关键技术。为了最大化利用频谱资源,3GPP (The3rd Generation Partnership Project)长期演进技术(Long Term Evolution, LTE)倾向于采用同频组网方式,宏蜂窝和小型蜂窝之间的同频跨层干扰问题成为制约异构蜂窝网络性能的关键因素。因此,如何管理异构蜂窝网络的干扰,进而提高蜂窝的频谱效率,是无线通信中一个亟待解决的问题。本文从接入方式、发送功率和时域资源调度三个方面入手,对异构蜂窝网络的干扰管理技术进行了系统性的研究。本文的主要工作及其意义包括：1.研究异构蜂窝网络家庭基站的接入控制方式。传统的封闭接入方式允许授权的家庭基站用户独占家庭基站及其backhaul资源,从而导致了家庭基站和周边宏蜂窝用户严重的跨层干扰。开放接入方式允许周边宏蜂窝用户接入到家庭基站,以牺牲部分家庭基站授权用户部分通信资源的代价降低了跨层干扰。借助于干扰因子,本文给出了不同接入方式下家庭基站和蜂窝网络的平均遍历容量,分析家庭基站开放半径对家庭基站性能的影响；进一步地,提出了家庭基站在采用开放接入方式时的蜂窝用户切换调度算法。所提的调度算法可以在确保宏蜂窝(家庭基站)基本性能的基础上提高家庭基站(宏蜂窝)的性能。2.研究异构蜂窝网络小型基站用户的上行功率控制问题。共享频谱资源的情况下,小型基站用户上行传输对宏基站造成干扰。当蜂窝中小型基站的数目不断增加的情况,小型基站用户对宏基站的累计上行干扰不能忽略。本文引入干扰定价机制,宏基站对小型基站用户的上行干扰征收一定的费用。在此基础上,将异构蜂窝网络的干扰管理问题转化为两个凸优化问题。在小型基站端,解决了给定干扰定价下最优的功率分配闭式表达式；在宏基站端,解决了最优干扰定价问题。进一步地,对所有的小型基站的上行干扰进行统一定价,从而提出了一种分布式功率控制算法。分布式算法减少了功率控制过程需要交互的控制信息,使得基于干扰定价的功率控制机制在实际系统中更具可行性。3.研究异构蜂窝网络边缘用户的时域干扰协调技术。采用偏置技术时,位于扩展区域的移动用户遭受来自宏基站严重的下行干扰。3GPP R10提出了时域干扰协调技术。通过泊松点过程刻画异构蜂窝网络中基站的分布,分析了有偏置情况异构蜂窝网络用户的中断概率和平均遍历容量。在此基础上,分析小区偏置和时域干扰协调对异构蜂窝网络性能的影响,如公平性和网络频谱效率。本文工作对实际系统中小区偏置值和几乎空白子帧(Almost Blank Subframe, ABS)比例的配置具有参考意义。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-12
所有图和表的目录  12-14
主要缩略语目录  14-16
第1章 绪论  16-30
  1.1 论文的研究背景和意义  16-22
    1.1.1 数据业务的蓬勃发展  16-18
    1.1.2 异构蜂窝网络的诞生  18-22
  1.2 同频组网的干扰问题  22-27
    1.2.1 家庭基站的同频干扰问题  23-25
    1.2.2 微基站的同频干扰问题  25-27
  1.3 本文研究思路  27-28
  1.4 本文研究内容和主要贡献  28-30
第2章 异构蜂窝网络的干扰管理技术  30-42
  2.1 家庭基站接入方式  30-33
    2.1.1 已有接入方式  31-32
    2.1.2 研究现状  32-33
  2.2 功率控制  33-38
    2.2.1 LTE-Advanced中的功率控制技术  34-36
    2.2.2 研究现状  36-38
  2.3 干扰协调  38-41
    2.3.1 LTE-Advanced中的干扰协调技术  38-40
    2.3.2 研究现状  40-41
  2.4 小结  41-42
第3章 基于开放接入的干扰管理技术  42-66
  3.1 引言  42
  3.2 系统模型  42-44
    3.2.1 信道模型  43
    3.2.2 信道反转  43-44
    3.2.3 资源分配  44
  3.3 问题定义  44-45
  3.4 性能分析  45-51
    3.4.1 干扰因子及其分布  45-48
    3.4.2 总遍历速率  48-51
  3.5 家庭基站开放半径  51-54
  3.6 自适应开放接入调度算法  54-58
    3.6.1 带蜂窝QoS保障的家庭基站网络性能优化  54-56
    3.6.2 带家庭基站QoS保障的蜂窝网络性能优化  56-58
  3.7 仿真与性能评估  58-65
    3.7.1 理论结果验证  58-59
    3.7.2 家庭开放半径性能评估  59-60
    3.7.3 自适应开放接入调度算法性能评估  60-65
  3.8 小结  65-66
第4章 基于功率控制的干扰管理技术  66-84
  4.1 引言  66
  4.2 系统模型  66-68
  4.3 问题定义  68
  4.4 基于干扰定价的功率控制分析  68-75
    4.4.1 用户端问题求解  68-71
    4.4.2 宏基站端问题求解  71-75
  4.5 基于统一定价的分布式功率控制  75-78
    4.5.1 分布式干扰议价算法  76
    4.5.2 不同干扰定价方式比较  76-78
  4.6 仿真与性能评估  78-82
    4.6.1 非统一定价机制的性能评估  78-80
    4.6.2 统一定价机制的性能评估  80-81
    4.6.3 两种机制比较  81-82
  4.7 小结  82-84
第5章 基于时域资源调度的干扰管理技术  84-106
  5.1 引言  84-85
  5.2 系统模型  85-86
  5.3 问题定义  86
  5.4 基于空间点过程异构蜂窝网络性能分析  86-96
    5.4.1 连接概率  86-89
    5.4.2 用户到服务基站的统计距离  89-90
    5.4.3 中断概率  90-94
    5.4.4 平均遍历容量  94-96
  5.5 网络性能优化  96-100
    5.5.1 公平性  96-99
    5.5.2 频谱效率  99-100
  5.6 仿真与性能评估  100-105
    5.6.1 理论分析验证  100-102
    5.6.2 网络公平性  102-103
    5.6.3 网络频谱效率  103-105
  5.7 小结  105-106
第6章 总结与展望  106-110
  6.1 本文总结  106-107
  6.2 未来展望  107-110
参考文献  110-120
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  120-122
攻读博士学位期间的项目经历  122-124
致谢  124

相似论文

  1. 基于OLSR的Ad Hoc网络功率意识路由协议,TN929.5
  2. 无线传感器网络MAC协议的研究,TN915.04
  3. 传感器网络中数据聚集最小延迟算法的研究,TN929.5
  4. LTE系统一种基于比例公平的调度算法,TN929.5
  5. 干扰管理在航空公司航班运行中的应用研究,F562
  6. LTE上行链路虚拟MIMO研究,TN929.5
  7. 认知无线电系统中频谱共享博弈算法的研究,TN925
  8. 变速恒频双馈风力发电系统改进直接功率控制策略,TM46
  9. 基于雷达干扰资源分配的突防航迹规划研究,TN974
  10. O-OFDM系统频谱效率提高方案研究,TN919.3
  11. WSN中确保高效可靠通信的联合优化算法,TP212.9
  12. 协作通信中继选择方案及ARQ联合优化研究,TN929.5
  13. 基于博弈论的Femtocell上行链路功率控制方法研究,TN929.5
  14. LTE-Advanced中参考信号的设计研究,TN929.5
  15. LTE系统一种高效准动态部分频率复用方案,TN929.5
  16. 分布式天线在LTE-A系统中的应用研究与仿真,TN929.5
  17. LTE-A系统多小区联合处理算法研究与仿真,TN929.5
  18. 基于博弈论的异构网络功率控制技术研究,O225
  19. 基于非合作博弈的认知无线电功率控制算法,TN925
  20. 基于Inter-Mac的异构网络融合及路由算法研究,TN929.5
  21. 异构网络垂直切换算法及决策机制研究,TN929.5

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统（大哥大、移动电话手机）
© 2012 www.xueweilunwen.com