移动数据流量的爆炸式增长对下一代通信系统的系统覆盖与容量提出了更高的要求,具有丰富频谱资源的毫米波通信有望显著提高5G网络的覆盖与容量。然而,由定向窄波束引起的波束对齐延迟和用户间相互干扰严重限制了毫米波蜂窝通信系统的容量。已有相关研究往往仅在单方面考虑波束对齐时延或用户间干扰的情况下对系统覆盖与容量进行分析,对实际问题的描述不够准确。因此,本课题同时考虑波束对齐时延与用户间干扰对系统的影响,设计一种覆盖和容量增强机制对系统覆盖与容量进行优化。本课题提出了一种基于波束共享的系统覆盖与容量增强机制,该机制首先基于扇区化的天线模型对波束对齐时延与系统容量进行建模,然后,设计了一种波束调度方案,该方案使得在被独立波束服务时相互间产生强干扰的用户共享相同波束,并使用一种启发式算法用来确定共享波束的用户组及其波束宽度,通过优化波束宽度的方式减少波束对齐开销对系统容量的影响。实验结果表明,与一对一波束占用方案(OB)和固定波束方案(FB)相比,本课题的波束调度机制极大地提高了系统覆盖与容量,从而提高了毫米波蜂窝网络的频谱效率。同时为了在不同场景对比不同波束宽度、不同调度机制对系统容量的影响,本课题搭建了一个基于web的5G毫米波蜂窝网络仿真系统,可以实现计算给定场景下单条链路收发最优波束宽度、系统归一化数据速率、系统对齐时延开销,可视化波束共享机制覆盖效果等功能,功能上分为参数接收模块、计算模块、用户模块与可视化模块四部分提供扇区化波束模型、多种场景、多种波束调度机制的仿真实现。总之,本课题研究并实现了5G毫米波系统覆盖与容量增强机制,解决了已有研究中存在的机制实现复杂度高、时延高等问题,保证了用户服务质量,为解决波束间干扰和波束对齐时延对系统覆盖和容量的影响提供了一种新型的思路和方法。