超密集网络中用户归属与功率控制策略研究

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随着移动通信技术的飞速发展,数据业务需求飞速增长。超密集网络通过部署更加密集的小基站,可以使系统获得更高的频谱复用效率,从而提高系统容量。但在超密集网络中基站的覆盖范围小,因此会出现基站覆盖区域重叠的问题,而传统的用户归属方案使得用户仅能归属到一个基站,其它基站将成为强干扰源,严重制约系统性能。一种有效的方案是采用多连接用户归属方式,即一个用户可以归属于多个基站,不同基站通过协作提升用户服务质量。值得注意的是,多连接场景下的小区干扰仍是限制系统性能的主要瓶颈,如何有效限制基站间干扰仍需要进一步研究。已有研究主要在时域、频域、空域和功率域上通过相应的干扰协调策略降低基站间干扰。其中功率控制技术,通过调整基站发射功率,适当降低服务基站周围的其它基站的功率水平,能够提升系统吞吐量。本文针对超密集部署的网络,以提升系统频谱效率和能量效率为目标,对超密集网络中的用户归属与功率控制策略进行了研究,主要内容包括:针对超密集网络,本文提出了一种基于多连接的用户归属与功率控制联合优化算法。根据多连接用户归属及超密集网络的特点,本文形成了以最大化系统对数和速率为优化目标,联合用户归属与功率控制的优化问题。由于所提算法难以求出最优解,本文提出一种交替迭代算法,交替优化用户归属与功率分配。通过系统级仿真,可以说明本文提出算法能够在保证用户公平性的前提下,提升系统吞吐量。针对超密集网络,本文提出了一种基于用户归属和功率控制的基站休眠方法。根据超密集网络基站密度大的特点,本文形成了以最大化系统能量效率为优化目标,联合用户归属与功率控制的优化问题。由于所提算法难以求出最优解,本文提出了遍历基站开关个数,在基站开关个数固定的情况下求出目标函数最优的用户归属与功率控制策略,通过比较确定使系统能效最优的用户归属与功率控制方案。之后通过进一步优化降低了该方法的复杂度。仿真结果表明,所提算法能够明显提高系统的频谱效率与能量效率。
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