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3GPP启动的LTE(LongTermEvolutio,LTE)及LTE-A(LTE-Advanced,LTE-A)目标是提高用户设备(UE)瞬时峰值速率、减小延迟、提高频谱效率和增加吞吐量。由于其下行采用OFDMA技术,邻近小区可能会因使用相同子载波而造成小区间干扰,从而导致UE吞吐量降低,尤其当UE处在小区边缘时,干扰更加明显。较大的小区间干扰会降低LTE以及LTE-A网络性能,使得UE性能提升有限而不能满足LTE及LTE-A网络需求,因此小区间干扰协调技术(InterCellInterferenceCoordination,ICIC)成为提升LTE及LTE-A性能的必要手段。
本文首先对LTE-A网络干扰做出分析,其次研究用于ICIC的技术。针对传统的ICIC技术,本文研究协同多点(CoMP)技术,通过一定的CoMP调度,实现LTE-A网络中小区间干扰协调,达到性能提升的目的。为进一步提高网络性能,LTE-A网络中引入了一些低功率节点,这些低功率节点与LTE-A网络构成异构网络(HetNet)。HetNet可以带来较大性能提升,然而低功率节点会与LTE-A网络使用相同的频带,使得LTE-A网络中的干扰更加严重,因此需要增强的小区间干扰协调技术(enhancedICIC,eICIC)。本文研究HetNet中以macro-femto共道拓扑的小区间干扰协调问题,通过HeNB自适应功率控制达到小区间干扰协调的目的。论文主要贡献如下:
(1)研究LTE-A网络中基于CoMP的小区间干扰协调技术。针对系统负载差异的场景,说明了单一CoMP调度模式的缺陷,同时针对两类CoMP技术,给出相应的提高小区边缘和小区整体吞吐量的调度策略。通过理论分析和系统级仿真验证,研究系统负载对调度策略性能的影响,最后提出一种能自适应于非均衡负载的CoMP调度策略。综合评估表明,CoMP联合传输在低负载下具有较优性能,CoMP协调调度在高负载下具有较优性能,而本文提出的优化策略复杂度低且能适应系统负载变化,可进一步提高系统性能。
(2)研究HeNB自适应功率控制,实现增强的小区间干扰协调。通过分析功率控制的典型研究场景,获得了功率控制应该考虑的四个因素。提出了基于已有接口无附加信令交互的自适应功率控制方案,并通过系统级仿真,验证了方案高效性。结果表明论文所提功控方案可以减小macro小区UE(MUE)中断,提高femto小区UE(HUE)吞吐量,并具有较高的系统能量效率(EE)。本文同时给出了进一步优化HetNet下小区间干扰的潜在方案。