LTE-Advanced系统中Femtocell的频谱分配及功率控制

摘要

LTE-Advanced中的增强天线等技术的应用等使得无线通信网络的系统容量等不断地逼近理论极限。智能终端产业的繁荣，使得用户对移动数据业务的需求大大增加。Femtocell技术在扩充系统容量，改善覆盖范围，增强用户服务质量等方面的优势已经被证明，并被看好在未来会进行大量部署。在带来增益的同时，新的网络拓扑及 Femtocell本身的特点也产生了许多之前蜂窝网络不曾遇到或者不尽相同的问题和挑战。
　　干扰管理是这所有挑战中最为严峻和重要的问题。其中干扰避免技术（Interference Avoidance）成为近年来研究的热点。频谱分配和功率控制技术是干扰避免的重要手段。本文通过深入研究Femtocell的特点，详细分析了Femtocell加入后的异构网络干扰情况，提出了自己的频谱分配和功率控制策略，并借助所搭建的 LTE-Advanced系统级仿真平台，与一般的方法进行了仿真对比。论文的主要工作和贡献如下：
　　（1）在Macro-Femto频谱分配问题上，作者提出了基于Femtocell部署目的和实际网络特点的解决思路。在综合考虑Femtocell的接入模式并借鉴蜂窝网络中广泛使用的部分频率复用（FFR）的基础上，作者提出了混合频谱分配方案。该方案一方面保证了小区中心区域对于系统容量的要求，另一方面极大的消除了小区边缘的盲区问题。通过数学建模分析和系统仿真验证了该方案在对比常见的Macro-Femto共道分配和正交分配方式的优越性。
　　（2）在Femtocell功率控制问题上，作者首先分析了Femtocell可以实现的几种测量类型，并以此为基础，分析了一般功率控制算法的几种实现方式，并借助系统仿真进行了性能对比分析。然后创新地在功率控制算法中引入了一般用于功率分配算法的注水算法思想和信道反转思想，设计了相应的功率控制算法，并结合 LTE-Advanced中的信令特点对算法做了进一步的改进。最后对上述提到的所有算法统一进行了对比仿真和分析，验证了该算法在提升系统各项性能和减小系统开销上达到了最佳折中。

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缩略词表

第一章引言

1.1 Femtocell技术的兴起

1.2 Femtocell部署的技术挑战

1.3 Femtocell的干扰管理

1.4本文选题与贡献

1.5本文组织结构

第二章异构网与Femtocell关键技术

2.1异构网（Heterogeneous Network）

2.2 Femtocell技术

2.3本章小结

第三章LTE-Advanced系统级仿真平台

3.1系统级仿真概述

3.2 LTE-Advanced系统级仿真平台搭建

3.3本章小结

第四章Macro-Femto频谱分配策略研究

4.1 Femtocell的接入模式

4.2一般的Macro-Femto频谱分配方式

4.3蜂窝网络中用于频谱分配优化的FFR方法

4.4混合Macro-femto频谱分配方法

4.5本章小结

第五章Femtocell的功率控制研究

5.1 Femtocell测量

5.2常见功率控制策略

5.3结合注水算法和信道反转思想的功率控制策略

5.4性能仿真与分析

5.5本章小结

第六章总结与展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间参与的科研项目与成果

个人简历