面向未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)配與干擾管理技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)部署逐漸異構(gòu)化和各種無線業(yè)務(wù)需求的增長，未來無線通信網(wǎng)絡(luò)需要提供更為廣泛的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，同時(shí)支持更高數(shù)據(jù)傳輸速率等業(yè)務(wù)。為了滿足未來通信系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的部署、維護(hù)和優(yōu)化提出得更高的要求，采用網(wǎng)絡(luò)自組織（SON）技術(shù)是提升網(wǎng)絡(luò)性能的有效方案。無線通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡問題、能耗問題以及干擾問題引起了廣泛關(guān)注，未來無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展必須要面對資源和干擾的雙重約束。因此，研究未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)配與干擾管理技術(shù)具有

2、重要意義。本文從負(fù)載均衡、能效優(yōu)化以及干擾消除三個(gè)方面著手研究未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)配與干擾管理方法，主要工作內(nèi)容如下:
　　1、研究了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中以負(fù)載均衡為目標(biāo)的用戶接入問題。針對由宏小區(qū)和微小區(qū)組成的兩層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)場景，本文提出一種基于QoS感知的用戶接入方案。首先將每個(gè)基站的負(fù)載和用戶的可達(dá)速率引入到優(yōu)化問題中，設(shè)立相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，將它建模為全網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)負(fù)載效益最大化問題;其次采用分布式方法進(jìn)行求解。在基站端，每

3、個(gè)基站需要更新最佳負(fù)載和拉格朗日乘子，然后向用戶廣播信息;在用戶側(cè)，每個(gè)用戶根據(jù)接收到的廣播信息得到最佳的基站編號，并與之連接。本文所提方案與基于用戶數(shù)目的用戶接入方案相比，計(jì)算復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn)。Matlab仿真結(jié)果表明，所提方案擁有更快的收斂速度，降低了呼叫阻塞率，獲得了更高的負(fù)載均衡水平。
　　2、研究了采用OFDM技術(shù)的兩層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中以高能效為目標(biāo)的用戶接入和功率分配問題。首先研究一種基于能效最大的用戶接入策略，解決用

4、戶接入選擇問題;其次在用戶最大發(fā)射功率約束條件下，以系統(tǒng)能效優(yōu)化為目標(biāo)，由于在多用戶多載波場景下，無法直接求得目標(biāo)問題的最優(yōu)解，因此，研究一種聯(lián)合子載波分配和用戶發(fā)射功率分配的解決方案:首先按照基于信道質(zhì)量的子載波分配準(zhǔn)則，對子載波資源進(jìn)行分配;其次利用庫恩塔克條件(KKT)求解以系統(tǒng)能效最優(yōu)為目標(biāo)的方程，獲得子載波上的功率。通過仿真研究用戶接入和子載波分配方法如何影響系統(tǒng)吞吐量和能效，從仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本文研究的基于能效的用戶接入方案和

5、子載波分配方法能有效提升能效并驗(yàn)證了所提方案的可行性。
　　3、研究了自組織網(wǎng)絡(luò)中的干擾消除及其性能問題。根據(jù)自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，以減少跨層網(wǎng)絡(luò)中宏基站對小小區(qū)中用戶的干擾為目標(biāo)，研究一種在宏基站端進(jìn)行干擾消除的方案。該方案中，小小區(qū)之間不需要交互大量的信息，只需將自己的跨層信道信息傳送給宏基站，宏基站利用干擾消除技術(shù)中的干擾零空間計(jì)算預(yù)編碼向量，減少對小小區(qū)的跨層干擾，實(shí)現(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)干擾管理目標(biāo)。在理論分析基礎(chǔ)上，對宏小區(qū)和小小區(qū)