超密集全双工异构网络中基于上行下行解耦的用户接入机制研究

User association has significant impact on network performance and plays an important role in load balancing, interference control, and spectrum efficiency enhancement. The new trends in network denitrification, heterogeneity, and the introduction of new techniques (e.g., full-duplex) introduces new challenges for user association. Most existing user association schemes are based on coupled uplink-downlink access. However, in ultra-dense HetNets, due to the large disparities among base stations in different tiers and among uplink and downlink, the coupled uplink-downlink user association will limit the system performance. Accordingly, the concept of decoupled uplink-downlink access has been proposed and some preliminary studies have shown its possibility and potential benefits. Based on existing work, this project will conduct research on user association for ultra-dense HetNets with full-duplex communications. Specifically, we will design high performance user association scheme based on decoupled uplink-downlink access. Then the joint optimization of user association and resource management will be performed to further improve the system performance. Finally, theoretical analysis and simulations will be conducted to validate the designed schemes. This project could provide some new ideas and theoretical supports for the study of user association schemes for 5G ultra-dense networks, and has significant theoretical importance.

用户接入机制对网络性能有重要影响，在实现负载均衡、控制干扰、提高频谱效率等方面起着重要作用。而网络结构的密集化异构化，以及全双工等技术的引入给用户接入研究带来新的挑战。现有用户接入机制通常上行与下行关联。而在超密集异构网络中，由于不同基站之间以及上行下行之间在发射功率、负载等方面的不对称，基于上下行关联的用户接入会严重制约系统的性能。为此，上行下行解耦的概念被提出，初步研究已展现其可行性以及较大的性能提升。本项目旨在已有工作基础上，系统研究超密集全双工异构网络中的用户接入问题。首先基于上行下行解耦原则设计高性能用户接入机制，其次将用户接入与资源管理统筹优化以进一步提升系统性能；最后对所设计用户接入机制进行理论性能分析验证，并实现接入与资源管理决策与性能交互影响的动态分析。本课题的研究可以为我国5G超密集网络中用户接入机制的设计提供新的思路、以及理论与技术支撑，具有重要的理论意义和研究价值。

本项目主要针对异构密集网络中的用户接入机制进行了研究。用户接入机制对网络性能有重要影响，在实现负载均衡、控制干扰、提高频谱效率等方面起着重要作用。而网络结构的密集化异构化，以及全双工等技术的引入给用户接入研究带来新的挑战。现有用户接入机制通常上行与下行关联。而在超密集异构网络中，由于不同基站之间以及上行下行之间在发射功率、负载等方面的不对称，基于上下行关联的用户接入会严重制约系统的性能。为此，本项目系统研究超密集全双工异构网络中的用户接入问题。首先基于上行下行解耦原则设计了高性能用户接入机制，其次将用户接入与资源管理统筹优化以进一步提升系统性能；最后对所设计用户接入机制进行理论性能分析验证，并实现接入与资源管理决策与性能交互影响的动态分析。本课题的研究可以为未来超密集网络中用户接入机制的设计提供新的思路、以及理论与技术支撑。