超密集組網(wǎng)中區(qū)域頻譜效率及區(qū)域能量效率的研究.pdf

1、伴隨著科技的發(fā)展，時代的進步，數(shù)字信息化通信改善了人們生活，提高了人們的生產(chǎn)效率。展望未來，隨著人們對信息需求的進一步提高：更快的傳輸速率，更快的接入速率，更快的移動速率；以及對世界萬物的進一步掌控：更高的網(wǎng)絡密度，更高的鏈接密度，更高的流量密度；需要全新的通信技術做為這種用戶體驗的支撐。5G技術做為更強的移動通信技術，相較于現(xiàn)有的4G技術，擁有更高的傳輸速率，更低的傳輸時延，更完善的安全機制和更好的用戶體驗。實現(xiàn)上述通信性能，必須在環(huán)

2、境各異的場景中布置大量的無線收發(fā)節(jié)點，如宏基站，微基站，家庭基站和中繼節(jié)點等，形成密集度很高的網(wǎng)絡，即5G中的超密集組網(wǎng)（Ultra-Dense Networks，UDN）。
　　超密集組網(wǎng)，在分層異構(gòu)網(wǎng)絡的基礎上，部署高密度低功耗的小型網(wǎng)絡來實現(xiàn)系統(tǒng)容量的大幅提升。這種方法有效減少發(fā)射機和接收機之間的距離，提高了頻譜效率。由于這種小區(qū)的吞吐量非常巨大，傳統(tǒng)的頻譜效率不能很好的表征系統(tǒng)性能，所以引入?yún)^(qū)域頻譜效率的概念。區(qū)域頻譜效率

3、（Area Spectrum Efficiency，ASE）是衡量超密集組網(wǎng)性能的重要指標，由于網(wǎng)絡的重疊覆蓋，在層與層之間，同一層中小區(qū)與小區(qū)之間產(chǎn)生了較強的同頻干擾，使得區(qū)域頻譜效率的分析變得復雜。
　　網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)建模的基礎，分析現(xiàn)有的兩種典型的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，通過對同頻干擾，同層干擾，跨層干擾的分析，利用矩母函數(shù)和泊松分布性質(zhì)處理復雜的干擾問題，分別對系統(tǒng)上行鏈路和下行鏈路進行分析，建立相應的求解區(qū)域頻譜效率的模型，

4、計算出宏蜂窩和密集微蜂窩的系統(tǒng)容量。研究頻譜復用，系統(tǒng)內(nèi)用戶數(shù)，基站發(fā)射功率對區(qū)域頻譜效率的影響。
　　區(qū)域能量效率（AreaEnergy Efficiency，AEE）是度量系統(tǒng)性能的另一個重要指標。本文通過建立系統(tǒng)模型，利用波束成形技術在物理層優(yōu)化資源配置，降低系統(tǒng)干擾。通過凸優(yōu)化算法、上下行耦合算法和迫零算法來優(yōu)化資源配置提高區(qū)域能效。在網(wǎng)絡層利用聯(lián)合傳輸方式來提高AEE，通過四種聯(lián)合配置算法，使得部分用戶通過基站間協(xié)作來進