下一代无线异构网络中增强型小区间干扰协调技术的研究与仿真

摘要

异构网络由宏蜂窝、远程无线节点和低功率节点（微微蜂窝、家庭蜂窝和中继）组成。这种网络拓扑，增加了接入点和终端用户之间的接近程度，改善了空间频谱复用率，并同时增强了室内信号覆盖强度，显著提高了无线网络性能。然而，在宏蜂窝内大量重叠部署微微蜂窝，使得微微蜂窝与宏蜂窝之间的干扰问题成为一项重大的技术挑战。
　　首先，本文研究动态微微蜂窝区域扩展偏移量变化对网络性能的影响，提出一种适应网络动态变化与网络负载的算法:动态区域扩展算法(Dynamic Cell Range Expansion，DCRE)。该算法在减小微微蜂窝附近的宏蜂窝用户对微微蜂窝干扰的同时，根据网络环境动态地选取合适的区域扩展偏移量，平衡宏蜂窝与微微蜂窝负载。该算法根据微微蜂窝与宏蜂窝内负载情况建立效用函数，选取最佳偏移量变化步长，动态地改变更新时间间隔，提高网络吞吐量。
　　其次，本文在动态区域扩展算法基础上，提出一种宏蜂窝与微微蜂窝干扰协调算法，来降低宏蜂窝基站与部分宏蜂窝用户对微微蜂窝扩展区域内用户造成的下行干扰和上行干扰。该算法在保证宏蜂窝用户信干噪比的前提下，分别对下行和上行干扰问题建立优化模型，最小化宏蜂窝基站与宏蜂窝用户的发射功率，以减小微微蜂窝扩展区域内用户所受的下行和上行干扰。
　　本文应用Matlab建立平台对两种算法进行了仿真。仿真结果表明，本文提出的动态区域扩展算法与宏蜂窝、微微蜂窝间干扰协调算法有效地平衡了不同蜂窝之间的负载，保证了用户的信干噪比，提高了系统吞吐量，最大限度地提升了频带利用率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 LTE-Advanced的关键技术

1．3 异构网络技术简介

1．4 研究目的与意义

1．5 研究内容和论文安排

1．5．1 研究内容

1．5．2 论文安排

1．6 课题来源

第2章 异构网络技术及3GPP干扰研究

2．1 异构网络组网模型

2．2 异构网络面临的技术挑战

2．3 异构网络中干扰的来源

2．4 3GPP干扰研究

2．4．1 小区间干扰抑制技术

2．4．2 异构网络增强型干扰协调技术

2．5 本章小结

第3章 微微蜂窝区域扩展算法

3．1 问题描述

3．2 系统模型描述

3．2．1 系统模型

3．2．2 信号质量

3．2．3 用户容量分析

3．2．4 用户反馈

3．2．5 LTE上行部分功率控制方法

3．3 切换过程

3．3．1 传统切换过程

3．3．2 区域扩展切换过程

3．4 动态区域扩展算法

3．4．1 效用函数的建立

3．4．2 算法流程

3．5 仿真分析

3．5．1 仿真场景和参数

3．5．2 比较算法

3．5．3 性能仿真与分析

3．6 本章小结

第4章 微微蜂窝与宏蜂窝小区间干扰协调算法

4．1 问题描述

4．2 问题建模

4．2．1 宏蜂窝下行发射功率约束条件

4．2．2 宏蜂窝中用户上行发射功率约束条件

4．2．3 宏蜂窝-Pico蜂窝资源分配

4．3 算法设计

4．3．1 单纯形法基本思想

4．3．2 单纯形法的计算步骤

4．4 仿真分析

4．4．1 仿真场景和参数

4．4．2 比较算法

4．4．3 性能评价

4．5 本章小结

第5章 结束语

5．1 论文工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文