异构网络中上行链路性能改善的研究

摘要

近年来，移动智能终端的爆发式增长以及不均匀分布，促进了异构网络的发展。异构网络的部署可以提高系统容量，缓解热点区域移动数据业务爆炸性增长的问题。但是，随着互联网技术的快速发展，上行链路业务量逐渐增多，异构网络技术也面临着新的挑战。一方面，传统的以下行链路为中心的上下行对耦的用户关联模式不再适用；另一方面，上行链路的小区间干扰问题将严重影响上行链路的传输质量。因此，本文主要从上行链路改善的角度出发，研究了用户关联、小区间干扰，以及潜在的高能耗问题等。 针对用户关联问题，本文首先对经典的上下行对耦的用户关联模式进行了回顾，指出了各种方法间的关联和优缺点。由于异构网络中不同类型基站的发射功率不同，如果应用上下行对耦的用户关联模式，将导致上行链路的服务质量较差。因此，本文考虑了上下行解耦的用户关联模式。将上行链路接入距离最近的基站，可以有效的提升上行链路的传输性能。 针对上行链路的小区间干扰问题，本文在上下行解耦的用户关联模式下提出了新的功率控制和频率分配方案，使系统的总吞吐量得到提升。功率控制的主要目的是缓减同频干扰，本文首先对传统同构网络中的分布式功率控制方案和基于激活链路保护的分布式功率控制方案进行了回顾和总结，并将其扩展到了异构网络中。然后结合这两种方案的优缺点，本文提出了动态分布式功率控制方案。动态分布式功率控制方案不仅可以保证用户的上行链路的SINR始终大于阈值直到通信结束，而且可以减小能量消耗。此外，本文结合热点区域的上行链路小区间干扰问题，提出了改进的反频率复用方案。改进的反频率复用方案的主要目的是增大同频用户间的距离，为密集分布的用户分配不同的频谱资源。因此，该方案被建模为基于上行链路和速率最大的频率分配优化问题，不仅可以减小用户的上行链路中断概率，而且可以增大频谱利用率。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

1.4 本文的结构安排

第二章 异构网络的用户关联

2.1 异构网络介绍

2.2 用户关联策略的回顾

2.3 上下行解耦用户关联方案

2.4 本章小结

第三章 异构网络的功率控制

3.1 系统模型

3.2 上行链路功率控制策略的回顾

3.3 动态分布式功率控制方案

3.4 仿真与分析

3.5 本章小结

第四章 异构网络的频率复用

4.1频率复用方案回顾

4.2 系统模型

4.3 改进的反频率分配方案

4.4 仿真与分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术成果

攻读硕士学位期间参与的科研项目