无线异构网络中用户选择算法研究

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无线异构网络由于其组网方便,覆盖全面以及较高的频谱利用率等众多优势近年来受到越来越多的关注,成为5G的关键技术之一。无线异构网络主要是指在宏基站的覆盖范围内,部署微基站、微微基站、中继基站等小型基站加强针对性覆盖,通过缩短用户与基站间的距离增加用户接收信号的强度。同时,异构网络采用同频组网的方式有效缓解频谱资源稀缺带来的压力。然而,在宏基站的覆盖范围内部署小型基站导致网络拓扑结构变的更加复杂,宏蜂窝和微蜂窝之间的跨阶层小区间干扰成为了异构网络性能提高的瓶颈。因此对异构无线网络中的干扰进行抑制是目前的研究热点之一。本文针对无线异构网络中存在的跨阶层干扰,提出了几种在不同网络模型下的用户选择算法,充分利用多用户分集增益,降低跨层干扰对异构网络性能的影响,提升用户体验。首先,针对基站端配置多根收发天线、用户单天线接收的无线异构网络中的跨层干扰问题,提出了一种基于分组的用户选择算法。该算法保证了用户在任意分布情况下,基站都可以选出受跨层干扰最小的用户,获取用户的分集增益,降低系统的跨层干扰;其次,针对基站端与用户端同时配置多根收发天线情况下的无线异构网络中的跨层干扰问题,提出了综合考虑信道的方向信息与信道质量信息的用户选择算法,此部分算法分别以弦距离、弦距离与信道范数的平衡以及加权函数作为衡量指标,并对三种不同指标算法做了详细分析。最后,针对基站端有限反馈量化误差和跨层干扰残留误差问题,提出了一种基于有限反馈的跨层干扰消除用户选择算法,算法将量化误差对用户选择与干扰消除的影响降到最低,有效提升了异构网络的系统性能。仿真结果表明,本课题所提出的用户选择算法能够在相应系统模型下有效降低异构网络中跨阶层干扰,提升系统性能。
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