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LTE-A Macrocell/Femtocell双层网络干扰管理的研究

作　者: 王广德
导　师: 常永宇
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: OFDM LTE-A Femtocell 干扰管理算法系统级仿真
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 35次
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内容摘要

LTE-A (Long Term Evolution Advanced)作为4G的候选技术,明确提出将在LTE的基础上对多输入多输出、协作多点传输、载波聚合以及中继技术等方面进行进一步增强。然而,在追求大覆盖范围的同时,接近一半的室内设备仍然在承受着较差的用户体验,甚至在城市当中出现服务“死区”的现象。因此,引入家庭式基站后能够将移动通信应用场景得到扩展,并有效提升小区整体性能,然而其和宏基站组成的双层网络干扰场景变得非常复杂,如何对引入后的系统进行整体干扰分析,以便进行更好的资源分配和相关规划,提高资源整体的利用率,对整个移动通信行业有特别重要的意义。此外,在完成对干扰整体场景的分析后,由于原有宏蜂窝系统中的干扰技术和干扰管理策略仅从单层网络上考虑,不能很好的应对双层网络中的干扰。因此,如何在原有的干扰管理方法的基础上,进行干扰管理策略的进一步优化,提出有效控制双层干扰,从而提升系统整体吞吐量的方法,已经成为了目前研究宏基站和家庭式基站组成的双层网络中一个非常重要的研究课题。基于以上考虑,本文主要针对家庭式基站引入后所带来的干扰场景以及干扰管理策略进行了研究。首先对家庭式基站进行了技术分析,并研究其引入后所带来的相应挑战,其次研究了宏基站和家庭式基站组成网络下的上行和下行干扰场景,将干扰进行条理化。最后基于上述分析,分别提出了新型的上行和下行的干扰管理和资源分配策略。本文在新型干扰管理策略研究时,首先针对双层网络进行建模,并对其传输速率进行数学分析和相应推导,最后给出系统优化目标的数学表达。通过上述流程,新型干扰管理策略和传统干扰处理的不同在于能够将子载波分配和功率分配联合对干扰进行管理和控制,从而能更好达到实现系统优化目标的要求。本文在进行仿真中,采用蒙特卡罗仿真方法对双层网络进行系统级仿真。首先给出了LTE-A系统下的系统建模和参数设计,通过搭建好的系统仿真平台,引入2种典型的家庭式基站部署模型：紧密型家庭式基站部署和Suburban部署模型。并重点在Suburban模型中分别实现针对所提出的上行和下行干扰管理算法。通过搭建的系统级仿真平台,对比仿真结果可以看出,使用了新型干扰管理算法之后,双层网络中的宏蜂窝层和家庭式基站层得到较好的干扰管理,优化目标相比较参考算法能够有明显的改善,整体的系统性能达到显著改进。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-24
  1.1 研究背景  10-14
  1.2 主流移动通信标准简述  14-18
    1.2.1 LTE系统概述  14-17
    1.2.2 LTE-A系统概述  17-18
  1.3 Femtocell技术发展背景  18-20
  1.4 论文结构与研究内容、意义  20-24
第二章 Femtocell技术原理  24-32
  2.1 Femtocell简述  24-26
    2.1.1 家庭式基站定义  24-25
    2.1.2 Femtocell特点及优势  25-26
  2.2 Femtocell面临的挑战  26-29
    2.2.1 Femtocell中干扰管理的问题和挑战  26-28
    2.2.2 Femtocell中移动性管理的问题和挑战  28-29
  2.3 Femtocell的组网方案  29-32
第三章双层网络下的干扰场景及管理策略  32-48
  3.1 双层网络下的干扰场景  32-35
    3.1.1 上行链路干扰场景  32-33
    3.1.2 下行链路干扰场景  33-35
  3.2 干扰管理方法介绍  35-37
    3.2.1 干扰随机化技术  35-36
    3.2.2 小区间干扰协调技术  36-37
    3.2.3 功率控制技术  37
  3.3 双层网络上行链路新型干扰管理策略  37-43
    3.3.1 跨层干扰控制  38-40
    3.3.2 资源分配策略  40-43
  3.4 双层网络下行链路干扰策略  43-48
    3.4.1 下行链路建模  43-44
    3.4.2 下行链路资源分配算法  44-48
第四章双层网络下系统仿真研究  48-62
  4.1 系统建模及参数设计  48-50
    4.1.1 系统仿真建模流程  48-49
    4.1.2 小区拓扑架构  49-50
    4.1.3 天线模型  50
  4.2 Femtocell部署仿真模型设计  50-54
    4.2.1 Dual Stripe紧密型Femtocell部署模型  51
    4.2.2 Suburban部署模型  51-52
    4.2.3 信道模型建立  52-54
  4.3 仿真结果及分析  54-59
    4.3.1 上行干扰管理策略仿真  54-57
    4.3.2 下行干扰管理算法仿真  57-59
  4.4 小结  59-62
第五章总结及展望  62-64
参考文献  64-66
致谢  66-68
攻读学位期间发表的学术论文目录  68

LTE-A Macrocell/Femtocell双层网络干扰管理的研究

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