Td-LTE网络室内部署技术的研究

摘要

TD-LTE是一种专门为移动高宽带应用而设计、具有核心自主知识产权的TDD模式的LTE标准，具有有效利用零散频谱，灵活支持非对称业务等优势。
　　随着数据业务特别是室内数据业务的快速增长，传统的宏蜂窝小区难以满足室内用户的业务需求。室内部署技术通过在室内部署小功率节点(包括Femto和DAS)，与原有网络构成异构网络，解决室内网络的覆盖和容量问题。而如何在复杂网络环境部署并评估室内技术，则是亟待解决的问题，也是本文的研究内容。
　　首先，对实际城区室内场景进行了三维建模。以往室内部署技术的研究基于二维规则网络模型，无法正确建模高度对网络性能的影响。三维建模考虑高度对地图、用户分布、传播损耗、天线增益等各方面的影响，还原网络的真实特性。
　　其次，研究了TD-LTE网络室内部署技术下行容量和室内部署算法。理论推导了Femto和DAS两种室内部署技术的下行容量;针对室内小功率节点部署数量大，计算复杂度高特点，设计了基于用户分布（算法1）和基于中断用户分布（算法2）的两种快速部署算法。两种算法分别以一定区域内用户分布数量和中断用户分布数量为优先级部署基站，目标是降低整个网络的中断率。
　　最后，利用室内部署算法设计了多种室内部署方案，并对部署方案以及部署算法进行了大量的仿真。结果表明，在以网络中断率为关键性能指标的网络演进中，室内部署技术相对室外部署技术、DAS部署技术相对Femto部署技术、三种异构网络部署技术相对两种异构网络部署技术能更有效的提高网络性能;两种部署算法均能在保证降低中断率前提下有效的提高网络覆盖和容量特性，其中算法1比算法2能更有效的提高网络吞吐量，算法2比算法1能更有效的降低网络中断率。

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摘要

图目录

表目录

缩略语

1 引言

1．1 研究背景

1．1．1 TD-LTE技术背景

1．1．2 异构网室内部署背景

1．2 研究现状

1．3 论文结构安排

2 TD-LTE及室内部署技术理论基础

2．1 TD-LTE资源结构和关键技术

2．1．1 帧结构

2．1．2 下行传输资源结构

2．1．3 关键技术简介

2．2 室内部署技术简介

2．2．1 家庭基站技术

2．2．2 分布式天线技术

2．3 无线信道特性

2．3．1 路径损耗

2．3．2 阴影衰落

2．3．3 小尺度衰落

2．4 本章小结

3 城区室内场景三维建模

3．1 实际城区室内场景研究所面临的问题

3．2 三维地图建模

3．3 三维天线建模

3．4 三维用户分布

3．4．1 用户分布和用户分布密度

3．4．2 反函数法用户平面分布

3．4．3 用户高度分布

3．5 三维路径损耗

3．5．1 当前路径损耗模型存在的问题

3．5．2 DPM模型修正

3．5．3 高度增益修正因子

3．6 本章小结

4 异构网络室内部署技术容量及部署算法研究

4．1 异构网部署带来的问题

4．2 研究场景

4．3 室内部署技术容量估算

4．3．1 Femto小区容量估算

4．3．2 DAS小区容量估算

4．4 室内小区的部署

4．4．1 基于用户分布的部署算法

4．4．2 基于中断用户分布的部署算法

4．4．3 部署算法流程

4．4．4 部署位置对比分析

4．5 本章小结

5 系统级仿真平台设计与实现

5．1 系统总体结构设计简介

5．2 传播模型模块

5．2．1 室外小区与用户间的路径损耗

5．2．2 室内AP与用户间的路径损耗

5．2．3 阴影衰落

5．3 用户小区接入模块

5．3．1 基于最大导频信号接收功率接入方案

5．3．2 基于最大导频信号信干噪比接入方案

5．4 吞吐量计算模块

5．4．1 业务信道SINR计算

5．4．2 吞吐量映射

5．5 资源调度模块

5．5．1 基于速率控制的资源调度算法

5．5．2 轮询算法和最大载干比算法

5．6 本章小结

6 实际城区异构网络室内部署方案及部署算法性能分析

6．1 参考网络

6．2 部署方案设计

6．3 部署方案仿真结果及分析

6．3．1 中断率及分流能力分析

6．3．2 吞吐量分析

6．3．3 部署方案的选择

6．4 部署算法仿真结果及分析

6．4．1 DAS部署仿真结果及分析

6．4．2 Femto部署仿真结果及分析

6．4．3 部署算法的选择

6．5 本章小结

7 总结与展望

7．1 本文总结及主要贡献

7．2 工作展望

参考文献

作者简历

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