异构移动蜂窝网中上下行分离接入策略研究

摘要

最近几十年，移动通信经历了天翻地覆的变化，从2G到3G，从LTE到最近备受瞩目的下一代移动通信(5G)，网络结构不断地发生变化，新的技术也层出不穷。现今的移动蜂窝网已演变成一个异构化的复杂网络，网络中存在着各种各样的基站和智能设备。我们面对的是在频谱资源稀缺的情况下既要满足很高的带宽服务质量要求，又要尽量降低能量消耗的多重挑战。本文所研究的上下行分离的用户接入策略就是在这样的背景下提出的，上下行分离可以通过合理的用户分配在服务质量最优化的同时减少能量消耗。
　　论文首先介绍并比较了当前移动蜂窝网络中主流的小区关联策略，包括基于信干噪比的策略、基于参考信号接收功率的策略、基于参考信号接收质量的策略、带偏置的小区扩张策略和带有“几乎空白子帧”的策略等等。
　　论文的主体部分针对上下行分离策略在异构蜂窝网中的表现进行了研究。首先介绍了上下行分离的提出背景和原理。之后基于随机几何的知识，我们推导出了上下行分离策略下异构蜂窝网速率覆盖和能效覆盖的理论公式，并通过仿真验证了公式的正确性。仿真结果还表明:上下行分离能明显地提高网络的上行速率和能效覆盖，并且完全不影响下行效率。
　　基于上面的策略，我们又通过改变网络参数的值来对上下行分离进行进一步的研究，基站和用户的数量、用户的发射功率控制、基站和用户的空间分布都是我们所考虑的参数。在参数不断变化的情况下，我们分析了上下行分离的效果，得出了上下行分离完全可以稳定地适用于现今移动蜂窝网络的结论。
　　在论文的最后，我们对所作研究进行了总结并且分析了下一步的研究方向。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 移动蜂窝通信网的发展现状

1．2 论文的主要贡献

1．3 论文的结构安排

2 移动蜂窝网小区关联策略

2．1 基于信干噪比的小区关联策略

2．2 基于参考信号接收功率的小区关联策略

2．3 基于参考信号接收质量的小区关联策略

2．4 带偏置的小区扩张策略

2．5 带有“几乎空白子帧”的小区扩张策略

2．6 总结与讨论

3 异构移动蜂窝网中上下行分离策略的研究

3．1 上下行分离策略介绍

3．1．1．上下行分离提出的背景和意义

3．1．2．上下行分离原理介绍

3．1．3．上下行分离的研究现状

3．2 系统模型

3．2．1．泊松点过程

3．2．2．本文的系统模型

3．3 下行分离对网络速率的影响

3．3．1．理论分析

3．3．2．仿真与讨论

3．4 上下行分离对网络能量效率的影响

3．4．1．理论分析

3．4．2．仿真与讨论

3．5 本章小结

4 网络参数对上下行分离效果的影响

4．1 基站和用户的数量对上下行分离的影响

4．2 上行功事控制对上下行分离的影响

4．3 基站和用户空间分布对上下行分离的影响

4．4 本章小结

5 总结与展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间的科研成果与科研工作