基于随机几何的密集异构蜂窝网认知干扰协调技术

发布时间：2024-04-17 22:01

　　密集异构蜂窝网络可以有效地提升系统容量,是未来蜂窝通信的重要形式,而同层与跨层干扰是影响密集网络潜能的主要障碍。认知无线电(Cognitive Radio)能够有效缓解密集蜂窝网络中的干扰问题。本文研究了小蜂窝基站感知信息对系统性能的作用,提出了两种频谱共享机制组合方案,将正交方式的跨层频谱共享机制分别和随机接入以及侦听接入方式的小蜂窝间同层频谱共享机制相结合,通过随机几何建模,推导符合中断约束条件时的活跃小蜂窝基站密度,并通过仿真分析比较所提频谱共享机制的性能。以上分析是在单信道场景进行的,而在实际小蜂窝网络中,可用信道数目远不止一个,并且每个小蜂窝接入用户数也存在较大的差异。本文研究并提出认知密集蜂窝网在多信道与不定承载用户数条件下的随机接入和侦听接入两种干扰协调方案,并利用随机几何工具分析这两种方案的系统性能。除此之外,不同于假设小蜂窝用户始终位于小蜂窝的边界,这里采用更一般的用户分布模型,因此得到的结果对用户位置的变化具有健壮性。在侦听接入方案中,本文基于随机几何工具,推导了密集蜂窝网中频谱效率与独享半径的分析表达式。根据推得的理论结果,利用一维数据搜索方法可以快速地得到最优独...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 认知无线电(CR)
        1.2.1 认知无线电定义
        1.2.2 认知小蜂窝
        1.2.3 典型频谱感知技术
        1.2.4 几种频谱共享机制
    1.3 本文主要内容及章节安排
第二章 相关背景知识介绍
    2.1 第五代移动通信(5G)
        2.1.1 5G面临的技术挑战
        2.1.2 实现数据速率提升的关键技术
    2.2 异构蜂窝网络
    2.3 密集异构蜂窝网
    2.4 密集异构蜂窝网中的干扰管理
        2.4.1 传统异构蜂窝网中的干扰管理
        2.4.2 密集异构蜂窝网中的干扰管理
    2.5 本章小结
第三章 系统模型
    3.1 传统建模方法
        3.1.1 Wyner模型
        3.1.2 网格模型
    3.2 随机几何建模
    3.3 本文系统模型
        3.3.1 密集蜂窝网络架构
        3.3.2 信道模型
    3.4 本章小结
第四章 频谱共享机制性能分析
    4.1 正交—随机接入频谱共享机制
    4.2 正交—侦听接入频谱共享机制
    4.3 仿真与数值分析
    4.4 本章小结
第五章 多信道随机接入机制性能分析
    5.1 认知干扰协调机制
    5.2 收发信号与信干噪比表示
    5.3 频谱效率性能的理论推导
    5.4 仿真与数值分析
    5.5 本章小结
第六章 多信道侦听接入机制性能分析及最优独享半径推导
    6.1 认知干扰协调机制
        6.1.1 跨层干扰避免
        6.1.2 同层干扰协调
    6.2 收发信号与信干噪比表示
    6.3 频谱效率性能的理论推导
        6.3.1 认知小蜂窝等效密度λS|NM
的推导
        6.3.2 宏蜂窝成功传输概率P{γ_0,M≥η|N_M}的推导
        6.3.3 认知小蜂窝成功传输概率P{γ_i,k≥η|N_M}的推导
    6.4 仿真与数值分析
        6.4.1 频谱效率与独享半径的关系
        6.4.2 最优独享区域半径的设计
        6.4.3 提出方案的性能与比较
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3956986