基于用户移动感知的超密集网络中传输能量控制及稀疏反馈研究

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网络密集化对于提升网络容量具有显著的优势。然而,这种动态、密集的网络面临着干扰、移动性、回程链路、能耗等方面的挑战。特别是在室外移动场景下,超密集网络需要与整个无线网络架构紧密集成并提供移动支持。因此,新的网络设计需要更加灵活快速地适应于流量和调度的变化,并充分利用网络密集化和用户移动性的特征与优势。本文的研究方向是超密集网络中基于移动感知的传输功率控制机制和稀疏反馈机制的性能分析。考虑到超密集网络结点繁多、干扰激增等特点,结合用户的移动速度,设计出符合用户移动特征和网络特点的传输功率控制机制和稀疏反馈机制方案,从而实现5G中所提出的移动场景下的传输目标,推动超密集网络在室外网络中的应用。本文的主要贡献有:第一,本文研究了用户移动感知的传输功率控制,通过分析用户在一个时隙的移动过程中与接入基站之间的距离分布,提出了基于用户移动过程中位置预测和资源预留的两种移动感知传输功率控制机制,利用中断概率和能量效率分析所提传输功率控制机制的影响。仿真结果表明所提传输功率控制机制有效地提高率传输的可靠性和平稳性以及系统的能量效率。第二,本文研究了用户移动感知的稀疏反馈机制,创新地将反馈时延分为反馈等待时延和反馈传输时延两部分进行分析,充分考虑超密集网络中反馈信道干扰和反馈数据量对反馈传输时延的影响。基站利用用户反馈的过时的信道状态信息设计迫零预编码,实现小区间干扰消除,分析预编码后的有效信道和干扰信道的分布。利用随机几何的理论得到反馈时延和覆盖率的表达式。数值和仿真结果给出了不同移动速度、基站密度下的最佳反馈概率和最佳测量范围。
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