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异构网络技术以其灵活的部署方式,优秀的室内和热点区域覆盖能力,低廉的价格和出色的能耗水平成为LTE-Advanced系统的关键技术之一。异构网络虽然通过灵活的部署缩短了用户与网络接入点的距离,能够提供较高的频谱效率,然而新型节点的引入也同时为LTE-Advanced系统带来了诸多挑战。其中家庭基站的无规划密集部署会造成系统内的严重干扰,目前针对此类问题的研究已经大量展开。
本文以载波聚合场景下家庭基站异构网络中的干扰协调技术作为主要研究内容。论文首先简要介绍无线通信的发展历程,异构无线网络技术及其面临的挑战,然后对效用函数的概念进行了简单的阐述。随后文章对异构网络无线资源分配的研究现状进行了调研。在对家庭基站异构网络的干扰场景进行分析后,文章给出了家庭基站资源分配的系统模型。
在载波聚合场景下,论文分别针对家庭基站数据信道和控制信道的集中式干扰协调方案进行了研究,提出了适用于家庭基站的集中式干扰协调算法。数据信道集中式干扰协调通过正交频率划分(OFP)和自适应频率复用(AFR)两个步骤完成无线资源的分配。OFP通过使干扰较强烈的家庭基站正交使用资源以减少系统中的干扰,AFR则在OFP的基础上,通过对门限值或效用函数的比较,在不明显增大干扰的同时通过复用资源提高资源利用率。针对控制信道论文提出了一种基于图论的干扰协调方案,通过使用次优的方法最小化系统中的干扰,论文提出的算法能够明显改善家庭基站系统控制信道的接收性能同时具有较低的运算复杂度。论文同时给出了采用本方案时,不同家庭基站部署密度下控制信道的覆盖空洞比率。
集中式干扰协调方案要求在系统中增加专用的中央控制实体,导致信令开销较大而且缺少跟踪家庭基站系统拓扑结构变化的灵活性。因此论文又提出了一种家庭基站系统的分布式干扰协调方案。本方案中,各家庭基站在初始化阶段通过空中接口向其他家庭基站广播其服务的用户的信干噪比(SINR)信息,在协作阶段各家庭基站基于自己的测量和初始化阶段接收到的信息,自主决定成员载波的使用。本方案执行简单,在获得明显性能增益的同时无需增加新设备,具有较高的灵活性。