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近年来,移动通信技术取得了革命性的发展,不断涌现的移动应用对无线接入网提出了越来越高的带宽要求。而现有网络在覆盖和带宽上仍存在各种不足,尤其是室内覆盖质量较差。而另一方面,随着3G网络的部署和应用,在室内环境下产生的业务概率进一步增加。在此供需矛盾的背景下,家庭基站应运而生。
家庭基站具有小范围覆盖、灵活部署等特点,,同时也向传统的网络规划和管理模式提出了新的挑战。相伴而生的新课题包括宏蜂窝基站和家庭基站共存系统下的干扰协调问题、共存系统的网络资源管理问题等。针对家庭基站的特点,对其网络的维护管理需要引入自组织网络的概念,采用动态智能的方式进行自主管理。本文针对家庭基站的自主管理研究方向,主要针对在宏蜂窝基站和家庭基站共存的场景中,家庭基站通过对频谱的自配置和自优化进行有效的干扰协调。本文所作的工作如下:
首先,本文详细分析了目前家庭基站发展的现状及其未来发展趋势。之后主要概述了家庭基站部署应用中的关键技术和关键问题。通过深入分析,指出了家庭基站灵活部署与传统网络管理方式之间的矛盾,说明了家庭基站网络自配置自优化的必要性。接下来,本文阐述了网络自主管理的研究成果,确定本文的主要研究点为:基于动态频谱分配的家庭基站自主干扰协调。
其次,本文对家庭基站的干扰协调问题进行了详细分析。在参考大量现有标准和研究成果后,本文对家庭基站配置模式和应用场景作了进一步的深入分析。在宏微小区双层网络共存下,它们之间的相互干扰不可避免,因此需要对家庭基站的运行频率进行合理优化配置。考虑到家庭基站的标准模型,以及本研究的优化目标,确定本研究点为:在保证宏蜂窝服务质量的条件下,通过频谱分配的方法最大化家庭基站的容量。
然后,本文提出了支持自主频谱管理功能的网络架构和基于图论的频谱分配算法,并在保证宏蜂窝网络性能的前提下,最大化家庭基站网络的整体吞吐量。在此基础上,本研究还提出了网络动态调整的流程,使得频谱管理实体可以根据网络的实时运行状况,对家庭基站所占用的频带大小和所在频点进行优化配置,从而达到自主优化配置的效果。对比传统的固定分配方式,本文创新的提出了家庭基站自主频率配置的网络架构,并设计了动态调整的优化流程,最后通过一系列的仿真结果证明了所提方案的正确性和有效性。
最后,本文对本人硕士期间所做的研究工作进行了全面的总结,并对本领域今后的研究方向和趋势进行了展望。