異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合空時域的干擾協(xié)調(diào)方法研究.pdf

1、隨著智能終端的普及和各種新的無線應用出現(xiàn)，移動通信數(shù)據(jù)需求正呈現(xiàn)指數(shù)級增長。面對日益增長的無線數(shù)據(jù)需求，提升系統(tǒng)容量仍然是5G系統(tǒng)最主要的目標。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過在傳統(tǒng)的宏基站網(wǎng)絡(luò)中部署大量低功率節(jié)點拉近與用戶端的距離，實現(xiàn)熱點覆蓋，緩解爆發(fā)式增長的移動數(shù)據(jù)需求。但是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)也面臨著許多挑戰(zhàn)，為了提高頻譜效率，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通常采用同頻部署，小區(qū)間的干擾嚴重制約著系統(tǒng)性能，同時由于解決負載均衡而采取的措施，又進一步加劇了對分流用戶的干擾，因此需

2、要采取有效的干擾協(xié)調(diào)方法。本文針對邊緣用戶受到宏基站的強烈干擾這一問題，對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的干擾協(xié)調(diào)問題進行了研究，提出了聯(lián)合空時域的干擾協(xié)調(diào)方法來提升系統(tǒng)性能。
　　異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的同頻部署會導致微基站邊緣用戶受到宏基站的強烈干擾，這成為進一步提升系統(tǒng)吞吐量的瓶頸。目前，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中廣泛采取簡單易實現(xiàn)的空白子幀(Almost Blank Subframes，ABS)技術(shù)，雖然可以有效提高邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量，但是ABS方案會浪費宏基站的時隙資

3、源。在多天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中可以采取更加高效的干擾協(xié)調(diào)方案。為此本文提出了一種聯(lián)合時域和協(xié)作波束成型的干擾協(xié)調(diào)方案，將系統(tǒng)的時隙資源分為普通子幀(Normal Subframes，NS)和干擾置零子幀（Interference Nulling Subframes，INS），在NS上基站調(diào)度自己的中心用戶，在INS上微基站調(diào)度邊緣用戶，宏基站設(shè)計迫零預編碼矢量利用一部分自由度來消除對微基站邊緣用戶的干擾剩余自由度來服務(wù)自己用戶。以比例公平為效用

4、函數(shù)，本文建立了聯(lián)合優(yōu)化INS比例和用戶歸屬的優(yōu)化問題。由于所形成的問題是一個NP-hard問題，難以直接獲取其最優(yōu)解，因此本文提出一種高效交替優(yōu)化算法分別求解INS比例和用戶歸屬。仿真結(jié)果表明所提算法可以有效提高系統(tǒng)的平均速率和系統(tǒng)效用。
　　在協(xié)作波束成型的干擾協(xié)調(diào)方案中，用戶僅從單一基站接收信號，為了提高邊緣用戶的接收信號質(zhì)量，本文進一步提出了聯(lián)合時域和部分聯(lián)合傳輸?shù)母蓴_協(xié)調(diào)方法。相比于協(xié)作波束成型，聯(lián)合傳輸方案中多個基站同

5、時向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)信息。聯(lián)合傳輸需要共享基站用戶的信道狀態(tài)信息和用戶的數(shù)據(jù)信息，這對基站的回程鏈路和計算能力有更高的要求?？紤]到微基站的計算能力，本文所提的聯(lián)合時域和部分聯(lián)合傳輸?shù)母蓴_協(xié)調(diào)方案中只考慮宏基站與微基站之間的協(xié)作，不考慮微基站之問的聯(lián)合傳輸。將基站的時隙資源分為NS和聯(lián)合傳輸子幀(Joint Transmission Subframes，JTS)，其中在NS上基站調(diào)度自己的中心用戶，JTS上宏基站和微基站同時向邊緣用戶發(fā)送數(shù)據(jù)