多重无线通信体制下系统间共存与干扰抑制技术的研究

摘要

随着无线移动通信技术的飞速发展，出现了在同样的无线信道环境下，多重通信体制、多重通信系统长期共存的情况，从而造成无线资源的紧张。它们不可避免地会造成在某个空间区域，频率范围，时间间隔，编码段内相应的干扰，严重影响系统之间的通信质量和数据流量。因此，对多重无线通信体制下系统间共存与干扰抑制技术的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文以TD-SCDMA单小区自干扰系统和TD-SCDMA与CDMA2000之间的互干扰系统为对象，对多重无线通信体制下系统间共存进行了研究，在此基础上提出了干扰抑制和功率控制优化策略。
　　首先，为了使研究问题的条理更加清晰，技术路线更加明确，提出了从不同学科，不同切入点，针对不同问题的方法，将干扰分析归纳为三条不同研究路径的创新思路。这三条路径分别是电磁兼容学的路径，网络规划和信号处理的路径，随机几何学的路径。
　　其次，本文以干扰类型为主线，分章节进行深入研究。第三章以理想功率控制下TD-SCDMA单小区自干扰场景为模型，分析了邻道干扰和共道干扰；同时，分别应用确定性算法和蒙特卡罗仿真方法分析了TD-SCDMA与CDMA2000之间的互干扰。通过分析仿真结果，提出了布设和施工方面抑制干扰的参考方案。第四章对双层网络中特有的两种干扰类型：共层干扰和交叉层干扰做了详尽的研究。并以LTE-femtocell的双层网络为研究对象，以拍卖理论为研究工具，使用贝叶斯纳什均衡理论进行最优功率控制。首先应用贝叶斯纳什均衡方法找到最优信噪比阈值，然后又使用纳什均衡方法通过该阈值构造了通用效用函数模型。经过仿真验证，使用该模型进行功率控制，可以极大地减少算法迭代次数，缩短功率控制时间，达到控制优化，抑制共层干扰和交叉层干扰的目的。
　　最后，从信息论的角度研究了二端干扰信道的可达速率问题。将帕累托优化方法应用于耦合二端干扰信道传输功率分配策略。结果表明：当系统处于帕累托最优时，使用最小发射功率可以达到最大信道速率。此外，每个信道的可达速率相等，且它仅与信道的参数有关。该结论提供一个理论工具，应用该工具可以避免使用大量复杂的干扰抑制方法，达到获得最大信道速率的目的。

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第一章 绪 论

1.1无线蜂窝移动通信技术的组织规划与发展现状

1.2多重体制共存

1.3本文的选题、研究路线和范畴

1.4国内外研究现状

1.5本文的研究方法

1.6本文的创新点及组织结构

第二章 干扰类型分析与研究

2.1干扰的定义

2.2发射机射频性能指标

2.3接收机射频性能指标

2.4网络规划中的相关概念

2.5蜂窝网络小区的干扰类型

2.6干扰与网络规划的关系

2.7蒙特卡罗仿真方法

2.8本章小结

第三章 TD-SCDMA系统的干扰分析

3.1 TDD蜂窝网络

3.2无线通信系统射频分类与干扰分析方法

3.3干扰和容量分析

3.4 CDMA-TDD系统中的邻信道干扰

3.5共道干扰

3.6 TD-SCDMA系统与CDMA2000系统共存研究

3.7本章小结

第四章 LTE-femtocell双层网络干扰分析与研究

4.1 LTE概述

4.2 femtocell概述

4.3双层网络架构中存在的干扰

4.4纳什均衡及贝叶斯纳什均衡

4.5在不完全信息下对LTE-femtocell双层网络实现功率控制优化

4.6本章小结

第五章 二端网络干扰信道通信中的帕累托最优解

5.1宏蜂窝网络干扰抑制技术

5.2双层网络的干扰抑制技术

5.3市场效率与帕累托最优

5.4在二端网络干扰信道通信中的帕累托最优解

5.5本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1全文总结

6.2对未来工作的展望

附录 缩略词表

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢