Femtocell網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性研究.pdf

1、作為下一代移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),femtocell可以有效分流宏蜂窩流量,并為室內(nèi)用戶提供高質(zhì)量的通信環(huán)境。Femtocell網(wǎng)絡(luò)覆蓋在宏蜂窩區(qū)域內(nèi),使得蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)異構(gòu)化。相比其它無線接入技術(shù),femtocell的覆蓋半徑十分有限,一般不會(huì)超過30米。這些覆蓋有限的接入點(diǎn),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(duì)于傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò),基站的位置和部署是由運(yùn)營商精心規(guī)劃并測試通過,而femtocell網(wǎng)絡(luò)是無規(guī)劃

2、的網(wǎng)絡(luò)。Femtocell位置的隨機(jī)性使得性能分析變得棘手。
　　本文首先研究了femtocell網(wǎng)絡(luò)的基站規(guī)劃和位置建模等問題。其中涉及了自動(dòng)femtocell蜂窩部署概念,以及在實(shí)際中部署室內(nèi)和室外femtocell的策略。本文同時(shí)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(jì)的隨機(jī)幾何建模方法。此外,本文分別為每種位置建模方法構(gòu)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(lián)合使用蒙特卡羅方法和隨機(jī)幾何方法,本文繼而研究了femtocell-宏蜂窩混合網(wǎng)絡(luò)的覆蓋容量和孤立概率。覆蓋容量對(duì)于任何蜂窩網(wǎng)絡(luò)都是一項(xiàng)重要的指標(biāo),然而由于femtocell網(wǎng)絡(luò)位置的隨機(jī)特征,其覆蓋容量特征將與眾不同;而孤立概率對(duì)于femtocell網(wǎng)絡(luò)尤其重要,因?yàn)閒emtocell部署在宏蜂窩下,而孤立的femtocell必然導(dǎo)致用戶頻繁的切換和糟糕的用戶體驗(yàn)。本文假設(shè)fem

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

5、覆蓋半徑為20米的femtocell網(wǎng)絡(luò)性能較優(yōu)。對(duì)于覆蓋半徑為20米的femtocell網(wǎng)絡(luò),如果最小距離約束為18米,那么在500×500平方米的區(qū)域內(nèi),當(dāng)平均femtocell數(shù)目為200個(gè)時(shí),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(shí)考慮了不同最小距離約束對(duì)覆蓋半徑為20米的femtocell網(wǎng)絡(luò)的影響并且發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象:femtocell網(wǎng)絡(luò)的孤立概率與無約束情況下的差異并不隨最小距離