基于無線資源分配的Macro-Femtocell雙層網(wǎng)絡(luò)干擾管理方法研究.pdf

1、室內(nèi)場景中部署Femtocell（毫微微蜂窩）可以起到宏蜂窩流量卸載、加強室內(nèi)信號覆蓋的作用。Femtocell具有安裝方便、自動配置、自動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和即插即用的特點。Femtocell設(shè)計應(yīng)用于增加室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)容量，通過有線回程接入網(wǎng)絡(luò)。然而，在網(wǎng)絡(luò)中部署Femtocell會面臨以下幾個挑戰(zhàn)：（1）網(wǎng)絡(luò)中多個Femtocell共存會對相鄰小區(qū)用戶產(chǎn)生同層干擾；（2）在Femtocell覆蓋區(qū)域內(nèi)，下行鏈路會對未授權(quán)的宏蜂窩用戶產(chǎn)生跨層干擾；

2、（3）干擾情況復(fù)雜，不同的應(yīng)用場景中，無法利用統(tǒng)一策略進行干擾管理。因此，在歸納總結(jié)了國內(nèi)外最新研究成果的基礎(chǔ)上，本文研究了以下方面問題。
　?。?）針對Macro-Femtocell雙層網(wǎng)絡(luò)中比較復(fù)雜的干擾情況，提出了一種劃分干擾區(qū)域的方法。該方法可以簡化干擾管理策略，對場景中部署Femtocell具有指導(dǎo)意義。仿真結(jié)果驗證了網(wǎng)絡(luò)中存在同層干擾主導(dǎo)區(qū)、跨層干擾主導(dǎo)區(qū)和同層-跨層均衡區(qū)；
　?。?）針對網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一管理資源的應(yīng)用

3、場景，研究集中式資源分配策略。本文改進了以資源塊效率最大為目標(biāo)的集中式動態(tài)資源分配算法，傳統(tǒng)算法只討論PRB（Physical Resource Block，物理資源塊）分配，隨著Femtocell數(shù)量增加將降低PRB效率，增加用戶接入失敗率。新算法分析用戶的干擾類型，從用戶的角度確定相鄰小區(qū)的干擾關(guān)系，從而達到增加PRB效率的目的。為了獲得降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗的效果，在動態(tài)資源分配算法的基礎(chǔ)上提出能效資源分配算法。在傳統(tǒng)的未應(yīng)用節(jié)能技術(shù)的

4、Femtocell網(wǎng)絡(luò)中，家庭用戶以RSS（Received Signal Strength，接收信號強度）為接入準(zhǔn)則，需要開啟網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的Femtocell。新算法可以在關(guān)閉部分家庭基站后實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。本文對新算法進行了理論分析和仿真驗證，與現(xiàn)有算法相比，提高了平均數(shù)據(jù)率、PRB效率、和能量效率，并降低了用戶連接失敗率；
　?。?）針對網(wǎng)關(guān)無法統(tǒng)一管理資源、網(wǎng)絡(luò)類型不同的兩種應(yīng)用場景，研究了一種半分布式資源分配策略。通過計算Fe

5、mtocell數(shù)據(jù)率標(biāo)準(zhǔn)差，將網(wǎng)絡(luò)分為有偏型和無偏型。這種半分布式策略由并行的兩個分支組成，分別應(yīng)用于有偏和無偏網(wǎng)絡(luò)。制約無偏網(wǎng)絡(luò)的分簇因子與有偏網(wǎng)絡(luò)不同，傳統(tǒng)的相關(guān)聚類算法僅適用于無偏網(wǎng)絡(luò)，所以為了有效分配系統(tǒng)資源，本文在有偏網(wǎng)絡(luò)中提出新的聚類算法。半分布式策略在簇內(nèi)由簇頭統(tǒng)一分配子信道和功率，而在簇間平行地進行分配。本文參考最優(yōu)資源分配結(jié)果，提出應(yīng)用于兩種網(wǎng)絡(luò)的子信道和功率分配新算法，對算法進行了理論分析和仿真驗證，證明了這種新算法

6、可以提高無偏網(wǎng)絡(luò)分配公平性以及兩種網(wǎng)絡(luò)的子信道分配成功率；
　　（4）針對Femtocell獨立接入、基站間無法通過中心網(wǎng)關(guān)或簇頭進行資源分配的應(yīng)用場景，研究分布式資源分配策略。本文以Femtocell傳輸功率最小化為目標(biāo)，提出了一種新的Q學(xué)習(xí)（增強學(xué)習(xí)）干擾管理算法，包括合作式和獨立式算法。合作式算法中，邊緣用戶可以與相鄰小區(qū)用戶進行子信道分配信息交互，通過模糊邏輯理論將用戶分類，為數(shù)據(jù)率較高的邊緣用戶分配與鄰小區(qū)邊緣用戶正交的