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LTE家庭基站干扰协调的研究

作 者: 潘清伟
导 师: 冯穗力; 陈始茂
学 校: 华南理工大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: LTE 家庭基站 干扰协调 系统级仿真
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 28次
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内容摘要


从全球3G运营商的经验来看,全球有超过50%的移动数据传输以及约80%的数据业务是产生于室内的,据此推测在LTE(Long Term Evolution)网络中业务量也将有类似的分布特性,所以室内覆盖对LTE通信网来说非常重要。LTE关注的主要是2GHz以上的高频频段,对于室外的基站来说,因为信号穿透建筑物是衰减严重,实现高频段和高阶调制的室内覆盖而言是有缺陷的。家庭基站(Femtocell)正是为了解决上述问题而出现,它部署在室内环境中,通过专用IP网或互联网回程连接到移动通信的核心网,完全兼容LTE的无线频段和网络架构,能有效改善室内用户接收的无线信号质量。家庭基站可由用户在室内自行安装,组成LTE-Femtocell共存无线通信系统。但是未经规划和协调的共存系统将会出现大量严重的干扰现象,恶化LTE-Femtocell的整体性能。因此需要解决家庭基站和宏蜂窝基站组成的异构网络中的干扰问题。研究家庭基站的干扰管理机制,选择适合家庭基站采用的无线资源协调和分配机制具有很重要的意义。本文首先介绍了LTE的性能需求和系统架构,总结了核心网和接入网中各网元负责的功能,分别从用户平面和控制平面介绍了LTE的协议栈,LTE的几个主要的关键技术,包括时帧结构、干扰管理技术等。然后,在调研国内外关于LTE家庭基站系统干扰管理文献的基础上,对LTE-Femtocell组成的共存系统的干扰场景进行了分类,并且说明主要的干扰控制方法,重点研究了宏基站与家庭基站、家庭基站与家庭基站之间的下行干扰场景。最后,针对两种主要干扰场景,提出了相应的干扰协调方案,通过系统级的仿真,与现有的的技术进行了对比分析,说明了本文所提出方案的可行性和有效性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
主要符号表  10-13
第一章 绪论  13-16
  1.1 引言  13
  1.2 选题的背景与意义  13-15
    1.2.1 选题的背景  13-14
    1.2.2 选题的意义  14-15
  1.3 论文的主要工作及章节安排  15-16
第二章 LTE 通信系统及家庭基站的介绍  16-32
  2.1 LTE 通信系统概述  16-26
    2.1.1 LTE 通信系统性能指标  16
    2.1.2 LTE 通信系统的网络架构  16-18
    2.1.3 LTE 通信系统的接口协议栈  18-19
    2.1.4 LTE 的帧结构及物理资源块  19-20
    2.1.5 小区间干扰抑制技术  20-26
      2.1.5.1 小区间干扰消除  21
      2.1.5.2 小区间干扰随机化  21-22
      2.1.5.3 小区间干扰协调  22-26
  2.2 家庭基站的简介  26-31
    2.2.1 家庭基站简史和重要性  26-27
    2.2.2 HeNB 的网络架构与实体功能  27-29
    2.2.3 HeNB 的部署与关键技术  29-31
  2.3 本章小结  31-32
第三章 LTE 家庭基站干扰协调技术  32-41
  3.1 家庭基站系统的频率分配  32
  3.2 家庭基站系统的干扰场景  32-34
  3.3 功率控制  34-36
    3.3.1 下行功率控制  34-35
      3.3.1.1 基于 HeNB-MUE 路损的 HeNB 功率控制  34-35
      3.3.1.2 基于对来自宏基站干扰测量的功率控制  35
    3.3.2 上行功率控制  35-36
  3.4 干扰协调  36-40
    3.4.1 HeNB 控制信道的干扰协调  36-38
      3.4.1.1 下行控制信道干扰协调  36-37
      3.4.1.2 上行控制信道干扰协调  37-38
    3.4.2 HeNB 的数据信道干扰协调  38-40
      3.4.2.1 HeNB-MeNB 数据信道干扰协调  38
      3.4.2.2 HeNB-HeNB 数据信道干扰协调  38-39
      3.4.2.3 自适应频率选择  39-40
      3.4.2.4 基于动态改变家庭基站 CSG ID 的干扰协调  40
      3.4.2.5 基于 PCIs 和传输模式的映射的干扰管理  40
  3.5 本章小结  40-41
第四章 HeNB-MeNB 下行干扰协调仿真与分析  41-57
  4.1 HeNB-MeNB 的下行干扰协调方案  41-42
  4.2 LTE 系统级仿真平台的介绍  42-50
    4.2.1 仿真平台的总体架构  43-44
    4.2.2 信道模型  44-47
      4.2.2.1 Suburban 部署模型  44-45
      4.2.2.2 路损模型  45-46
      4.2.2.3 阴影衰落模型和快衰落模型  46
      4.2.2.4 基站的天线模型  46-47
    4.2.3 评估方法  47-50
      4.2.3.1 SINR 计算  47-48
      4.2.3.2 BLER 的确定  48-50
  4.3 HeNB 与 MeNB 的下行干扰协调方案仿真和结果分析  50-56
    4.3.1 仿真的方法与统计量  50-51
    4.3.2 仿真参数  51-52
    4.3.3 仿真结果比较与分析  52-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 HeNB-HeNB 下行干扰协调仿真与分析  57-66
  5.1 HeNB-HeNB 的下行干扰协调的方案  57-59
    5.1.1 基于正交频率复用算法的干扰协调  57-58
    5.1.2 基于博弈算法的干扰协调  58
    5.1.3 基于 UE 端无线环境的干扰协调  58-59
  5.2 仿真系统模型的设计  59-60
  5.3 HeNB-HeNB 的干扰协调方案仿真和结果分析  60-65
    5.3.1 仿真参数  61-62
    5.3.2 仿真结果分析  62-65
  5.4 本章小结  65-66
第六章 总结及展望  66-67
  6.1 工作总结  66
  6.2 未来工作展望  66-67
参考文献  67-70
攻读硕士学位期间取得的研究成果  70-71
致谢  71-72
附件  72

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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
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