基于eICIC的异构网络干扰管理研究

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密集部署的小小区、毫米波和大规模多输入多输出天线是实现5G的关键技术。5G将高度异构化,提供全面的高速率覆盖和无缝连接的用户体验。低功率基站可以灵活部署在小区边缘或者热点区域来提高用户的通信质量和频谱利用率。如何减少层内用户间干扰和跨层基站间干扰是异构网络目前研究的重点之一。本文使用增强型干扰协调(enhanced inter-cell interference coordination,eICIC)方法来减少层间干扰。eICIC的两个关键技术是几乎空白子帧和小区范围拓展值。在系统模型为宏基站、小功率基站及用户位置均服从随机几何泊松点过程的条件下,根据不同类型用户的干扰特点提出了新的用户分类方法及对应的时域资源分配方案。其中论文的主要内容及创新如下:(1)在两层单天线异构网络模型中,根据连接的基站、基站内所处的区域、受到的干扰严重程度不同提出了一种新的用户分类方法和对应的eICIC干扰协调方案。eICIC中通过为低功率基站分配小区范围扩展值来解决负载不平衡的问题。为连接到小功率基站且受到严重干扰的用户分配了独立的几乎空白子帧进行通信。得出了不同类型用户受到的干扰及信干噪比的表达式后推导出了用户平均速率表达式。之后分析了该系统模型下空白子帧数量与基站发射功率、小功率基站分布密度和小区范围拓展值之间的关系。(2)在宏基站和小功率基站处部署多天线组成的异构网络中,根据系统的干扰特点提出了一种新的时域资源分配方法。结合eICIC干扰协调方法和迫零预编码来减少跨层干扰。根据随机几何常用的拉普拉斯变换和概率母泛函函数得出了不同类型用户的条件覆盖概率的闭式表达式。之后分析了每一类用户的平均速率与宏基站部署天线数量、小功率基站分布密度和偏置值的关系。
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