论文总字数：30078字

摘 要

人们对高速移动数据流量的需求是驱动5G网络发展的核心力量，与4G网络相比， 5G网络中系统容量也将增长1000倍左右。但是边缘速率一直是限制小区容量提升的瓶颈问题。5G标准设立的边缘速率最低可达100Mbps，而最高可达1Gbps，可想而知位于小区边缘的用户成为重点考虑问题。当用户远离其所在的基站时，它们所能连接到的信号强度慢慢减小，同时所遭受的干扰也变大，最终导致整个小区的系统容量大大下降。

小区间干扰协调(ICIC)是通过对各小区划分使用频段，通过频率调控来减轻用户间干扰。部分频率复用（FFR）和软频率复用（SFR）技术在传统的频率复用基础上进行改进，将小区分为内外两个部分，分别进行频率调控，既能有效减弱小区边缘用户间干扰，又能提高频谱使用效率。

多点协作传输技术（CoMP）是降低小区间干扰的另一关键技术。它通过相邻小区的基站共同协作，共同为用户进行服务的方式来避免小区间用户干扰严重的问题。本文将主要针对CoMP-JP中联合传输技术进行研究，比较三种预编码技术性能。

关键词：5G，小区间干扰协调，频率复用，多点协作传输

Abstract

The need of higher mobile data traffic rate becomes the main driver behind 5G, Compared to 4G, the area capacity will increase by 1000 times or so. However, Edge rate is the key factor that limits the increasing of system capacity. And the edge rate in 5G standards aims to reach 100Mbps at least and 1Gbps at most. Thus, edge rate is unquestionably the key point. When users go away from their base stations, the signal strength that they can connect to reduces, too. What’s more, the interference from neighbor stations becomes worse, which leads to a great reduction of entire area capacity.

Inter-cell interference coordination (ICIC) reduce interference by frequency schedule. Fractional frequency reuse (FFR) and soft frequency reuse (SFR) are improved on traditional frequency reuse. These two schemes divide a cell into two parts and control the use of frequency respectively. Not only interference reduction but also higher spectrum efficiency can achieve.

Coordinated Multiple Points Transmission /Reception (CoMP) is another key technology to mitigate ICI. It can avoid ICI by cooperating with neighbor base stations and serve the users together. In this paper, we will study Jointly Processing (JP) technology and compare the performance of the three precoding technologies in CoMP-JP.

Keywords : 5G, inter-cell interference coordination (ICIC), frequency reuse, Coordinated Multiple Points Transmission /Reception (CoMP)

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 移动通信发展 1

1.2 国内外研究现状及趋势 1

1.3 论文研究内容和章节安排 2

第二章 干扰协调理论基础 4

2.1 小区间干扰抑制方案 4

2.1.1 干扰消除技术 4

2.1.2 干扰随机化技术 4

2.1.3 干扰协调技术 5

2.2 蜂窝网络 5

2.3 干扰原理以及系统容量 6

2.4 无线信道 7

2.5 频率复用技术 8

第三章 部分频率复用技术研究 9

3.1 中心用户和边缘用户定义 10

3.2 部分频率复用方案论述 11

3.3 部分频率复用仿真模型及分析 12

3.3.1 仿真模型 12

3.3.2 仿真结果分析 14

第四章 软频率复用技术研究 16

4.1 软频率复用方案论述 16

4.2 仿真模型 18

4.3 仿真结果分析 19

第五章 协作多点技术研究 25

5.1 CoMP技术分类 25

5.1.1 联合处理（JP） 25

5.1.2 协作调度/波束成型（CS/CB） 25

5.2 CoMP-JP预编码技术简介 26

5.3 CoMP中预编码方法介绍 27

5.4 仿真模型 29

5.5 仿真结果分析 30

第六章 总结与展望 31

6.1 论文研究成果总结 31

6.2 下一步工作建议 31

致 谢 32

参考文献 33

绪论

1.1 移动通信发展

1986年，美国芝加哥成功研发出第一套移动通信设备后，日本和部分欧洲国家也开始了自己的移动通信网络研究。第一代移动通信（1G）使用无线模拟调制方案，主要用于传输语音业务。由于此时发展水平还比较低，会出现信号不稳定，信息泄露等诸多问题。尽管还处于发展初期，但是美国、日本和部分欧洲国家促进了第一代蜂窝无线系统（1G）的产生，都研发了各自的通信系统。欧洲知名的TACS和日本的NTACS无线蜂窝系统便是在美国的AMPS基础上改进而来。

由于第一代移动通信系统业务模式简单，只支持较短距离的语音和文字传输服务，且只能服务少数客户，无法满足用户数增长对数据速率的要求。随着移动通信研究的深入发展，通信理论知识逐步完善，硬件平台也得到了很大的提高，使得第二代移动通信（2G）成为可能。2G在1G的基础上做了很大改变，有了不少的提高，实现了从模拟向数字技术的转变，是新一代的数字蜂窝移动通信系统^[1]。与1G相比，2G系统由于采用数字调制，传输错误率降低，整个系统的性能有了很大提高。除此之外,2G系统也加入了简单的加密技术，提供了一种对抗盗取信息和欺诈的安全手段。

第三代移动通信（3G）所采用码多分址（CDMA）接入技术是数字技术的一个分支。CDMA是指用一个远大于传输信号带宽的伪随机码进行调制，然后加载到载波上发送出去。CDMA中比较成功的变种有WCDMA，CDMA2000，和TD-SCDMA这三种技术。由于3G采用了全新的接入技术，能提供较高的数据速率，从而可以为用户提供包括语音、数据和图像在内的多种多媒体数据业务^[2]。值得一提的是，我国提出的TD-SCDMA被国际电信联盟（ITU）评为世界三大商用3G标注之一。我国的通信事业开始在国际上崭露头角，我们学院的尤肖虎老师更是作为后面通信事业的领军人物。

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