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据相关统计,在未来移动通信系统中50%以上的语音业务以及70%以上的数据业务将发生在室内。因此,3GPP LTE-Advanced的工作重点之一就是对室内场景进行优化,以满足未来用户在室内场景进行语音及高速数据业务传输的需求。家庭基站(Femtocell,Home Node Base Station,HNB)技术作为一种提高室内用户语音以及高速数据业务服务质量的有效手段以其低功耗、低成本、即插即用和可灵活配置等特点越来越受到业界的青睐。目前3GPP已经开始对Femtocell展开标准化工作,在其发布的R8,R9,R10和R11版本中均有对Femtocell技术的探讨。
Femtocell引入后使得传统蜂窝网络增加了新的收发节点和干扰源。由于Femtocell的部署具有不确定性,每个宏小区内在不同时刻的Femtocell的数量和位置都是未知的。因此,在传统蜂窝网络中引入Femtocell后使得网络的无线资源管理复杂度提高。Femtocell引入后无线资源管理的目的有两个:第一是避免干扰,第二是使得系统频谱资源高效使用。这就需要合理资源分配技术和高效的网络间信息交互机制作为支撑。
论文首先对目前Femtocell网络与宏蜂窝网络的资源分配技术进行研究并对当前的研究现状进行深入分析:目前研究中仅假设Femtocell与宏蜂窝网络的资源分配是在单一频段下进行的,未考虑未来移动通信系统的频谱分布特点。其次,论文研究了当前的几种Femtocell网络与宏蜂窝网络的信息交互机制。通过对它们各自特点的分析结合Femtocell网络本身的特点选择认知无线电技术作为两个网络间的信息交互方式。在对认知Femtocell网络的研究中发现目前研究中授权频段的划分方式导致Femtocell网络的服务质量较低,Femtocell的地位有待提升。
根据以上分析论文提出了一种更加适用于未来移动通信系统的Femtocell网络与宏蜂窝网络的资源分配方案即基于交叉认知策略的资源分配方案,该方案有效提升Femtocell网络的服务质量。在交叉认知策略的基础上,论文提出了基于图着色理论的Femtocell网络同层资源分配方案,该方案有效降低了Femtocell密集部署时的同层干扰。最后论文对所提方案进行仿真验证。仿真结果表明论文所提方案可以有效提升Femtocell网络的服务质量并降低Femtocell密集部署时的同层干扰。