Femtocell網絡的異構性研究.pdf

1、作為下一代移動電信網絡的關鍵技術,femtocell可以有效分流宏蜂窩流量,并為室內用戶提供高質量的通信環(huán)境。Femtocell網絡覆蓋在宏蜂窩區(qū)域內,使得蜂窩網絡結構異構化。相比其它無線接入技術,femtocell的覆蓋半徑十分有限,一般不會超過30米。這些覆蓋有限的接入點,通常由非專業(yè)用戶直接購買并安裝,所以與傳統(tǒng)蜂窩的位置特征十分不同。對于傳統(tǒng)蜂窩網絡,基站的位置和部署是由運營商精心規(guī)劃并測試通過,而femtocell網絡是無規(guī)劃

2、的網絡。Femtocell位置的隨機性使得性能分析變得棘手。
　　本文首先研究了femtocell網絡的基站規(guī)劃和位置建模等問題。其中涉及了自動femtocell蜂窩部署概念,以及在實際中部署室內和室外femtocell的策略。本文同時探討了3種建模femtocell位置的方法:基于仿真的蒙特卡羅模型,基于確定性能的單小區(qū)線性模型,以及基于統(tǒng)計的隨機幾何建模方法。此外,本文分別為每種位置建模方法構造了下行容量模型來闡明其在femt

3、ocell位置建模中的主要思想和特征。
　　通過聯合使用蒙特卡羅方法和隨機幾何方法,本文繼而研究了femtocell-宏蜂窩混合網絡的覆蓋容量和孤立概率。覆蓋容量對于任何蜂窩網絡都是一項重要的指標,然而由于femtocell網絡位置的隨機特征,其覆蓋容量特征將與眾不同;而孤立概率對于femtocell網絡尤其重要,因為femtocell部署在宏蜂窩下,而孤立的femtocell必然導致用戶頻繁的切換和糟糕的用戶體驗。本文假設fem

4、tocell采用開放式接入,主要用于宏蜂窩網絡的分流。本文使用2種方法來建模femtocell網絡的位置特征。第一種方法使用齊次泊松點過程模型,第二種方法使用了Matérn硬核模型。齊次泊松點過程對應于 femtocell的位置在給定區(qū)域內是均勻分布(即femtocell間沒有最小距離約束);Matérn硬核模型對應于 femtocell間存在著最小距離約束。
　　通過綜合考慮femtocell網絡的覆蓋率、孤立概率以及實際約束,

5、覆蓋半徑為20米的femtocell網絡性能較優(yōu)。對于覆蓋半徑為20米的femtocell網絡,如果最小距離約束為18米,那么在500×500平方米的區(qū)域內,當平均femtocell數目為200個時,其覆蓋率從無約束情況下的63.4％增加到75.6％,而孤立概率卻沒有增加。本文同時考慮了不同最小距離約束對覆蓋半徑為20米的femtocell網絡的影響并且發(fā)現了有趣的現象:femtocell網絡的孤立概率與無約束情況下的差異并不隨最小距離