5G异构小蜂窝网络性能仿真与干扰研究

摘要

对未来第五代移动通信技术(5G)的研究表明,提高网络容量最可行的解决方案是蜂窝的致密化,即超密集部署小蜂窝。因此,在传统的网络拓扑结构中引入低发射功率小型基站(Small Cell)的异构网(Heterogeneous Networks,HetNet)被提出。然而,尽管Small Cell是提升系统覆盖、吞吐量以及网络整体性能的有效手段,其与宏小区的重叠使小区间的干扰更加复杂,因此异构网络下的干扰的分析与研究就显得尤为重要。
　　由于小蜂窝网络中蜂窝的半径很小,当在传统的宏基站小区内布置大量小蜂窝基站时,造成基站间的距离很近,异构网络中的蜂窝间的干扰比传统的宏蜂窝网中的干扰更为严重,干扰也更为复杂。本论文首先是对小蜂窝在宏蜂窝中部署之后的整个通信网络的性能进行研究,通过对信干噪比和吞吐量的仿真,研究小蜂窝基站布局,评价小蜂窝技术的性能。
　　其次,针对Small Cell和宏小区共存的异构网络,论文基于系统级仿真进行了干扰的分析和性能评估,结果表明,Small Cell的部署密度、规模、频点资源、接入模式等对蜂窝间的干扰都有影响。进一步,论文通过对前N强干扰的分析,实现小蜂窝异构网络中干扰建模,由前N强干扰来拟合总干扰,推导最强干扰、次强干扰和第三强干扰不同场景下的模型参数,确定其干扰功率的统计特性,分析拟合程度,以用于拟合不同场景下的干扰。最终实现在用户位置不确定的情况下,给出用户干扰分析,从而改善系统的性能。论文从下行通信的角度分析了具有认知功能的小蜂窝网络与宏蜂窝网络共存时的相关干扰问题和解决思路,以期为小蜂窝异构网络设计提供指导。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 课题研究现状

1．3 主要研究方法与内容

第2章 异构小蜂窝网络简介与干扰分析

2．1 异构小蜂窝网络概述

2．1．1 传统异构网介绍

2．1．2 异构小蜂窝网络介绍

2．1．3 Small Cell技术概述

2．2 异构小蜂窝网干扰分析

2．2．1 网络上行干扰分析

2．2．2 网络下行干扰分析

2．3 异构小蜂窝网干扰模型仿真

2．4 本章小结

第3章 异构小蜂窝网环境搭建与性能仿真

3．1 异构小蜂窝网环境模型

3．1．1 仿真原理

3．1．2 主要功能模块

3．2 异构小蜂窝网搭建

3．2．1 系统搭建流程

3．2．1 仿真环境参数设置与生成

3．3 异构小蜂窝网性能仿真

3．3．1 SCBS位置固定的仿真与性能分析

3．3．2 SCBS位置随机的仿真与性能分析

3．4 本章小结

第4章 异构小蜂窝网络下行干扰分析与建模

4．1 异构小蜂窝网络下行干扰统计与拟合

4．1．1 干扰统计模型

4．1．2 干扰分布统计与拟合

4．2 UE位置未知下干扰拟合

4．2．1 应用场景与模型介绍

4．2．2 仿真拟合结果与分析

4．3 UE位置已知下干扰拟合

4．3．1 应用场景与模型介绍

4．3．1 仿真拟合结果与分析

4．4 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果