基于系統(tǒng)級(jí)仿真的多用戶和分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸研究.pdf

1、RESEARCHOFSYSTEM—LEVELSIMULATIONINMUIJIUSERMIMOSYSTEMANDHETEROGENEOUSNETWORKSADISSERTATIONSUBMITTEDT0SOUTHEASTUNIVERSITYFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringByYangFeiSupervisedbyProfessorZHANGHuaNationalMobileCommuni

2、cationsResearchLaborato巧SchoolofInfomationScienceandEngineeringSoutheaStUniVersityJan2014Nanjing，China摘要摘要目前3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨成熟，而快速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)通信速率要求越來越高，為此通信界的研究重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到以長(zhǎng)期演進(jìn)增強(qiáng)(LTE—Advallced)為代表的4G網(wǎng)絡(luò)上。3GPP組織為了滿足日趨增長(zhǎng)的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，提出了一系列

3、解決方案，如協(xié)作多點(diǎn)傳輸／接收技術(shù)、多用戶MIMO增強(qiáng)技術(shù)和部署低功率節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等。本文主要針對(duì)LTEA系統(tǒng)，研究了協(xié)作多點(diǎn)傳輸下的預(yù)編碼方案以及異構(gòu)網(wǎng)中的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。首先，論文簡(jiǎn)述了LTEA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)論文中主要涉及的同構(gòu)網(wǎng)中多用戶MIMO技術(shù)和LTEA異構(gòu)網(wǎng)的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)進(jìn)行了概述介紹。第二章論文簡(jiǎn)單介紹了3GPP協(xié)議中關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)的主要場(chǎng)景部署，包括目前主要研究的幾種低功率節(jié)點(diǎn)的特性和異構(gòu)網(wǎng)中復(fù)雜的干擾情形。然

4、后對(duì)異構(gòu)網(wǎng)中亟需研究的幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了概括，包括自組織管理、網(wǎng)絡(luò)回程、小區(qū)切換和干擾問題等。其次，我們就LTEA中提出的四種不同的CoⅧ場(chǎng)景進(jìn)行了研究，對(duì)在同構(gòu)網(wǎng)和異構(gòu)網(wǎng)中的不同應(yīng)用場(chǎng)景下的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述。第三章論文重點(diǎn)研究了同構(gòu)網(wǎng)中多用戶CoMP下的傳輸方案。首先，討論了多用戶MIMo下的線性預(yù)編碼算法■苞話遁零舜露■再磊甬甄舀甄麗大化信漏噪比算法。然后給出了CoMP兩種傳輸模式：聯(lián)合傳輸和協(xié)作波束賦型的系統(tǒng)模型，并介紹了CoMP

5、傳輸模式下的預(yù)編碼算法。然后我們提出了根據(jù)3GPP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)建立的多用戶MIMO的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)，并給出了校準(zhǔn)結(jié)果。最后通過系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)對(duì)各種預(yù)編碼算法進(jìn)行了性能仿真分析。研究表明，在多用戶的多點(diǎn)協(xié)作系統(tǒng)中，預(yù)編碼算法能夠有效地抑制干擾，尤其能提升邊緣用戶的頻譜效率。第四章我們?cè)谕瑯?gòu)網(wǎng)的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)基礎(chǔ)上，搭建了宏基站和微微基站(Pico)共存的異構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)。在異構(gòu)網(wǎng)中，由于新部署的低功率節(jié)點(diǎn)，干擾情形變得更加復(fù)雜，尤其是小區(qū)

6、邊緣區(qū)域增多，邊緣用戶吞吐量性能受到制約。然后我們?cè)敿?xì)分析比較了3GPP工作組在協(xié)議中提出的多種干擾協(xié)調(diào)方案：基于時(shí)域的幾乎空白子幀(舢mostBlaIll(Sub覷吼e，ABS)方案、基于頻域的部分頻率復(fù)用(FractiomlFrequencyReuse，F(xiàn)FR)和軟頻率復(fù)用(SoRFrequencyReuse，SFR)方案。我們利用異構(gòu)網(wǎng)的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)對(duì)不同的干擾協(xié)調(diào)方案進(jìn)行了仿真比較。通過結(jié)果比較，我們發(fā)現(xiàn)隨著微微基站密度的增大

7、和偏置值的提高，干擾協(xié)調(diào)方案對(duì)邊緣用戶吞吐量的性能增益越明顯。異構(gòu)網(wǎng)中微微基站由于發(fā)射功率較低，其用戶接入比例遠(yuǎn)低于宏基站，宏基站用戶的SINR雖然高于微微基站用戶，但是分配的頻帶低于微微基站用戶，導(dǎo)致用戶吞吐量下降?；诖?，我們提出了一種基于動(dòng)態(tài)偏置的小區(qū)選擇算法，使得各個(gè)小區(qū)的用戶負(fù)載達(dá)到平衡，從而提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中用戶的吞吐量。對(duì)于小區(qū)區(qū)域擴(kuò)展后微微基站用戶性能下降給出了改進(jìn)的干擾協(xié)調(diào)方案，適當(dāng)調(diào)整宏基站中心用戶的發(fā)射功率，換取微微基