基于系統(tǒng)級仿真的多用戶和分層異構網(wǎng)絡傳輸研究.pdf

1、RESEARCHOFSYSTEM—LEVELSIMULATIONINMUIJIUSERMIMOSYSTEMANDHETEROGENEOUSNETWORKSADISSERTATIONSUBMITTEDT0SOUTHEASTUNIVERSITYFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringByYangFeiSupervisedbyProfessorZHANGHuaNationalMobileCommuni

2、cationsResearchLaborato巧SchoolofInfomationScienceandEngineeringSoutheaStUniVersityJan2014Nanjing，China摘要摘要目前3G網(wǎng)絡技術日趨成熟，而快速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)對通信速率要求越來越高，為此通信界的研究重點已經轉移到以長期演進增強(LTE—Advallced)為代表的4G網(wǎng)絡上。3GPP組織為了滿足日趨增長的無線數(shù)據(jù)業(yè)務的需求，提出了一系列

3、解決方案，如協(xié)作多點傳輸／接收技術、多用戶MIMO增強技術和部署低功率節(jié)點的異構網(wǎng)絡等。本文主要針對LTEA系統(tǒng)，研究了協(xié)作多點傳輸下的預編碼方案以及異構網(wǎng)中的干擾協(xié)調技術。首先，論文簡述了LTEA系統(tǒng)的關鍵技術和發(fā)展趨勢，對論文中主要涉及的同構網(wǎng)中多用戶MIMO技術和LTEA異構網(wǎng)的干擾協(xié)調技術進行了概述介紹。第二章論文簡單介紹了3GPP協(xié)議中關于異構網(wǎng)的主要場景部署，包括目前主要研究的幾種低功率節(jié)點的特性和異構網(wǎng)中復雜的干擾情形。然

4、后對異構網(wǎng)中亟需研究的幾個技術難點進行了概括，包括自組織管理、網(wǎng)絡回程、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場景進行了研究，對在同構網(wǎng)和異構網(wǎng)中的不同應用場景下的優(yōu)缺點進行了闡述。第三章論文重點研究了同構網(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、傳輸模式下的預編碼算法。然后我們提出了根據(jù)3GPP協(xié)議標準建立的多用戶MIMO的系統(tǒng)級仿真平臺，并給出了校準結果。最后通過系統(tǒng)級仿真平臺對各種預編碼算法進行了性能仿真分析。研究表明，在多用戶的多點協(xié)作系統(tǒng)中，預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。第四章我們在同構網(wǎng)的系統(tǒng)級仿真平臺基礎上，搭建了宏基站和微微基站(Pico)共存的異構網(wǎng)系統(tǒng)級仿真平臺。在異構網(wǎng)中，由于新部署的低功率節(jié)點，干擾情形變得更加復雜，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。然后我們詳細分析比較了3GPP工作組在協(xié)議中提出的多種干擾協(xié)調方案：基于時域的幾乎空白子幀(舢mostBlaIll(Sub覷吼e，ABS)方案、基于頻域的部分頻率復用(FractiomlFrequencyReuse，F(xiàn)FR)和軟頻率復用(SoRFrequencyReuse，SFR)方案。我們利用異構網(wǎng)的系統(tǒng)級仿真平臺對不同的干擾協(xié)調方案進行了仿真比較。通過結果比較，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)調方案對邊緣用戶吞吐量的性能增益越明顯。異構網(wǎng)中微微基站由于發(fā)射功率較低，其用戶接入比例遠低于宏基站，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，導致用戶吞吐量下降?；诖?，我們提出了一種基于動態(tài)偏置的小區(qū)選擇算法，使得各個小區(qū)的用戶負載達到平衡，從而提升整個網(wǎng)絡中用戶的吞吐量。對于小區(qū)區(qū)域擴展后微微基站用戶性能下降給出了改進的干擾協(xié)調方案，適當調整宏基站中心用戶的發(fā)射功率，換取微微基