LTE家庭基站下行功率自优化算法的研究与实现

摘要

随着移动通信技术的发展，目前3GPP已经将LTE作为继3G系统之后的第四代移动通信（4G）技术。由于LTE系统使用高频率无线信号，使得其穿透能力差，极易导致在建筑物内形成信号覆盖盲区。而研究表明，大部分通信业务请求都是由用户在室内发起。因此基于改善室内信号覆盖与提高用户体验的目的，业界提出Femtocell（毫微微蜂窝）。
　　在LTE系统中，通过部署HeNB（家庭基站）形成Femtocell。HeNB由用户购买，即插即用，开机后即可与LTE宏蜂窝组成LTE-Femtocell异构系统。而部署HeNB前缺乏网络规划与设计，同时 HeNB的部署也具有随机性，这必然导致家庭基站小区与宏蜂窝小区之间存在复杂地系统间干扰。因此，研究家庭基站干扰控制机制，尤其是家庭基站功率控制算法就具有重要意义。
　　本论文基于LTE与Femtocell相关标准化协议与文献，详细分析LTE与Femtocell关键技术、LTE-Femtocell的部署场景、干扰场景，上下行链路功率控制机制，而后以下行链路干扰为切入点，重点研究了LTE与Femtocell同频部署时，家庭基站对宏蜂窝用户的干扰场景，归纳总结了五种家庭基站自适应功率控制算法以降低该干扰。最后基于对LTE开源系统级仿真平台与中国科学院计算技术研究所内部系统级仿真平台的研究，搭建适合本文的LTE-Femtocell系统级仿真平台，并基于该平台对之前总结的五种功率控制算法逐个进行系统级仿真。仿真结果显示，这五种功率控制算法虽然性能各有差异，有高有低，但均能有效权衡家庭基站用户系统性能（中断概率与平均吞吐量）与LTE宏蜂窝用户系统性能（中断概率），使得家庭基站对宏蜂窝下行的干扰有效降低。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2课题的意义与研究现状

1.3课题的研究内容与章节安排

第二章 LTE基本原理与关键技术

2.1 LTE背景

2.2 LTE系统架构

2.3 LTE协议栈

2.4 LTE关键技术

2.5本章小结

第三章 Femtocell概述

3.1 Femtocell简介

3.2 Femtocell网络架构

3.3 Femtocell关键技术

3.4本章小结

第四章 LTE-Femtocell之间干扰分析与功率控制

4.1 HeNB部署配置

4.2干扰场景与分类

4.3功率控制

4.4基于干扰场景三的HeNB下行功率控制算法

4.5本章小结

第五章 LTE-Femtocell系统级仿真平台

5.1仿真过程

5.2仿真参数

5.3 Femtocell部署模型

5.4信道模型

5.5链路级到系统级映射

5.6调度算法

5.7系统性能度量

5.8本章小结

第六章 系统级仿真结果与分析

6.1算法1仿真结果评估与分析

6.2算法2仿真结果评估与分析

6.3算法3仿真结果评估与分析

6.4算法1~算法3仿真结果评估与分析

6.5算法4~算法5仿真结果评估与分析

6.6本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

附录1 功率控制算法详细仿真参数

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢