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毫米波频率和基站密集度对LTE系统性能的影响研究

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摘要

1 综述

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要内容和章节安排

2 毫米波传播特性的研究

2.1 毫米波的传播特性

2.1.1 传输方式

2.1.2 “大气窗口”和“衰减峰”

2.1.3 降雨衰减

2.1.4 对尘埃和烟雾的穿透力

2.2 毫米波通信的衰减模型

2.2.1 常用的信道模型

2.2.2 频率衰减模型

2.3 本章小结

3 LTE架构及性能评估

3.1 LTE接口架构及组网方式

3.1.1 LTE网络接口架构

3.1.2 LTE组网方式

3.2 LTE的系统性能

3.2.1 性能评估方法

3.2.2 性能评估指标

3.2.3 LTE-A的性能指标

3.3 LTE的覆盖分析

3.3.1 链路预算步骤

3.3.2 毫米波通信的链路预算

3.4 本章小结

4 系统级仿真及分析

4.1 系统级仿真

4.2 Axcel仿真模型

4.2.1 仿真流程及架构

4.2.2 主要仿真模型

4.3 Axcel的性能参数

4.3.1 小区吞吐量

4.3.2 边缘吞吐量

4.3.3 链路预算

4.4 本章小结

5 仿真结果分析

5.1 仿真参数设定

5.2 频率对满载流量的影响

5.3 基站密集度对系统性能的影响

5.3.1 Pico基站密度的影响

5.3.2 Macro基站密度的影响

5.4 基站密集度对无线回传的影响

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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摘要

随着无线移动通信技术的迅速发展,尤其是当前各种新型设备和服务的创新与发展,人们对数据速率和系统容量的需求越来越高,急需加快下一代移动通信网络的建设步伐。到2020年,移动通信将面临数据的爆炸式增长、终端的海量链接以及超高的流量密度,因此第五代移动通信技术应运而生。由于较低频段的频谱日益拥挤,且毫米波通信具有容量大、可用频谱宽、安全保密好等优点,具有极大的潜力,人们已经认识到这个频段的重要性,各单位对毫米波通信的关注度也越来越高。
  但是由于毫米波的传播距离短、穿透损耗大,因此需要对现有的LTE网络进行改进,目前主要有两个思路,一个是通过大规模天线来获取更高的增益,一个是将部署更多的小区进行超密集部署,在物理上缩短发送端和接收端的距离,从而提升系统以及终端用户的性能。
  论文首先介绍了毫米波通信的发展及其通信特点,并从理论上给出了毫米波的频率相关衰减模型,进而利用MATLAB仿真软件给出了衰减曲线,指出了毫米波通信的发展前景及限制,并提出针对毫米波通信缺陷的解决方案即分别对Macro基站和Pico基站的密集部署。
  随后,论文介绍了LTE及LTE-A的系统架构以及性能评估方法及标准,并针对毫米波频段进行了通信系统的覆盖分析。
  再次,依托于爱立信(中国)通信有限公司提供的LTE大型网络仿真系统Axcel,对斯德哥尔摩城市场景配置了系统参数,对高频通信和基站的密集部署进行了仿真,分别讨论了通信频率以及网络基站的密集度对路径损耗、S1NR和下行链路吞吐量等系统性能的影响。
  最后,对全文工作进行总结,指出现有工作的不足以及未来的工作方向。

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