基于干扰管理的家庭基站资源分配算法研究.pdf

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2、EngineeringByXuYueSupervisor:Prof.ZhuQiMarch2015*A~~m~~~~&~~~ft~A~%~m%~~fi~~~I~&~m~~~~*o~ft)ifi~P,~7X~t#JjiJim~t1F¥:f.*o3&iM~±t!r7J;9~,it)Ur::f-§.15-A:1tE.At:.~~/Z*.9X~~tlI¥JliJfn1JX*.ili~'E11!1tJ~1~~J?-lll~~tJ.::.~~~~~rfm*Z1s

3、*~7W~o*A$&~x~~Rffi~~~~~~~.~~*N-Wffi*I¥J~W~Ho7fs:A~tX1¥1;?-Ill~Et!-A~-ey~f*mJfrOJ00%1f*imi'lQX:ifJLti;JiE~itx1¥1Rfpftf=5foEt!TX~:ftW~~•§oo~moo:m~~~&~x~~w~w~~3~A#*~mWillti~~:ey~*ffl~~~~~~am~R~~fi~~,~-*~&~xo*~~7~~~~~~~~~~~~~ffi-~o~~I¥J0~(~~~~)~~1¥J~~Et!A$~~~~b~o摘要在蜂窝网络系统中，约2/3的话音业务和90%以上的数据业务是在室内产生的

4、。因此，对于运营商而言，如何提供良好的室内覆盖是一个重要的研究课题。随着用户对室内通信数据速率与能量效率要求的不断提高，家庭基站正受到越来越广泛的关注。但是由于家庭基站不是由运营商统一部署，会产生比较严重的干扰问题，因此干扰管理技术是家庭基站系统的关键技术之一。本文对家庭基站系统的干扰进行了分析，对基于干扰管理的资源分配算法进行了研究，具体内容如下：（1）分析了家庭基站与宏基站共享频谱场景下，系统内存在的同层干扰与跨层干扰，研究了基于图论的家庭基站频谱复用策略，并在经典启发式信道分配算法的基础上，分析了考虑宏基站信噪比要求的联合信道分配算法。仿真结果表明，该算法可以在考虑宏用户信噪比要求

5、的同时，仍可以维持家庭基站的中断概率不变。（2）提出了一种宏用户与家庭小区联合资源分配算法，该算法基于启发式动态分簇算法对宏用户和家庭基站进行联合信道分配，在对家庭基站进行分簇的同时有效的降低了家庭基站系统与宏蜂窝系统之间的跨层干扰。在保证宏用户和家庭用户QoS的约束条件下，构建了以最小化家庭基站发射功率为目标的最优化问题，并推导了优化的家庭基站发射功率的表达式，最后用次梯度法解优化问题。仿真结果表明，此算法降低了家庭基站系统干扰，减小了家庭用户中断概率，并提高了家庭基站能量效率。（3）在家庭基站与宏基站共享频谱场景下，基于随机几何理论，对家庭基站与宏基站之间的干扰进行了建模，并在给定目

6、标信噪比的条件下，对家庭用户与宏用户的中断概率进行了推导。在不同的QoS要求下，以家庭用户中断概率门限为约束条件，推导出家庭用户功率控制系数下限，并提出了一种基于接收信号强度的家庭基站功率控制算法，该算法可以在保证家庭用户中断概率低于门限值的条件下，优化家庭基站的发射功率，从而使家庭基站之间的干扰以及家庭基站系统对宏用户的跨层干扰最小。并在此功率控制模型下，以宏用户中断概率为约束条件，推导出满足QoS要求的家庭基站分布密度上限值。关键词:家庭基站，干扰管理，频谱效率，功率控制，随机几何IAbstractIncelluarnetworks,almost2/3ofvoicecallsandm

7、orethan90%ofdatatrafficareexpectedtooriginatedfromindoorusers,thatiswhyitisimportantforcellularnetworkstoprovidehigh-qualityindoorcoverage.Withtheincreasingdemandfordatarateandenergyefficiency,studiesfocusingonfemtocel