论文部分内容阅读
为了满足日益增长的用户设备和业务量的要求,涉及第五代移动通信系统(the 5th Generation Mobile Communication System,5G)的各种技术如毫米波通信(Millimeter-wave Communication)、协作波束赋形(Coordinated Beamforming,CBF)、大规模天线等的研究正在如火如荼地进行中。同时网络的部署趋于密集化和随机化,毫米波小基站的引入使得5G网络变得更加复杂。因此,本文针对5G高低频协作组网和该部署场景下超密集异构网络的相关技术进行研究。主要研究内容如下:首先,本文针对5G高低频组网下超密集异构网络的场景,分析了毫米波小基站超密集部署带来的挑战,提出了一种针对该场景的协作波束赋形基站选择策略。进一步用随机几何理论推导出了最近干扰基站距离用户的平均距离。通过理论推导出了如小区接入概率、信干噪比(Signal-to-Interference-Ratio,SINR)的覆盖概率、数据速率的覆盖概率等性能指标。通过仿真得出了不同毫米波小基站部署场景下不同协作波束赋形基站数量对整体网络性能的影响。该研究工作为实际中的高低频协作场景下的网络部署优化和保障用户业务连续性提供了理论指导意义。其次,通过分析传统小区范围扩展(Cell Range Expansion,CRE)技术在高低频协作组网场景下的缺点和不适用性,本文提出了两种高低频协作组网场景下小区范围扩展技术:自适应小区范围扩展技术和考虑小区边缘性能的动态小区范围扩展技术。首先,从传统基于参考信号接收功率(Reference Signal Received Power,RSRP)的小区范围扩展技术出发,分析了在由毫米波小基站组网的高低频场景的特征,提出了一种自适应的基于参考信号接收速率(Reference Signal Received Rate,RSRR)的小区范围扩展技术,并且仿真验证了所提技术相比传统技术在网络吞吐量和网络能量效率上的优越性。进一步,从小区边缘用户吞吐量和整体网络用户吞吐量的角度出发,提出了一种考虑小区边缘性能的动态小区范围扩展技术,并且通过仿真证明了所提技术在保证小区边缘用户性能的同时增加了整体网络的吞吐量。为高低频协作组网场景下用户小区选择策略优化和业务连续性保障提供了参考。综上所述,本文针对5G高低频协作组网和高低频组网下超密集异构网络,对毫米波的特性进行分析进而从利用随机几何的协作波束赋形分析,用户小区选择的角度出发进行了研究。在上述方面的研究成果为5G高低频网络下用户的接入选择、毫米波小基站的部署和协作波束赋形基站基数的研究提供了理论指导和建议。