蜂窝异构网络同信道干扰建模与抑制研究

The complex random interference environment and co-channel interference in the multilayer overlay cellular heterogeneous network serious influence and limit system performance. To solve the problem, the project is focused on research in cellular heterogeneous network co-channel interference moding,intereference and system performance analysis and interference mitigation. The main contents include the following:(1)propose a local network interference model of base station coverage range, according to the interference area is infinite or finite, modeling interference by marked Poisson distribution or marked Bernoulli distribution respectively;(2)leveraging the generalized Gamma distribution, performance analysis of distributed network with multiple interference sources can be converted to single interference source with arbitrary parameters;(3) according to the properties of the generalized Gamma distribution and second order moment matching method, the approximate analytical expression of total interference statistics for multiple interference sources with arbitrary parameters can be derived;(4)the introduction of temporal correlation to interference statistics reflects dynamic characteristics of interference performance;(5)mitigate non-Gauss impluse noise by adaptive RLS filter with the correlation entropy induced metric as distance metric.

多层覆盖的蜂窝异构网络面临复杂的随机干扰环境和同信道干扰问题，严重影响及限制了系统的性能。针对这一问题，本项目围绕蜂窝异构网络的同信道干扰建模、干扰与系统的性能分析以及干扰抑制三要素展开研究。主要内容包括：(1) 提出一种基站覆盖范围内的局部网络干扰模型，根据干扰区域是否有限，分别用标识泊松分布和标识伯努利分布进行建模；（2）采用广义Gamma分布将分布式网络多干扰源性能分析问题转化为参数任意的同信道单干扰源性能分析问题；(3) 根据广义Gamma分布的性质及二阶矩匹配法得到多个参数任意的干扰源存在时产生的总干扰统计性能的近似解析表达；(4) 将干扰的时间相关性引入干扰统计体现干扰性能的动态特征；（5）采用相关熵诱导度量作为距离度量的RLS自适应滤波器抑制非高斯脉冲干扰噪声。

异构蜂窝网络日益随机化、密集化和业务多样化。因此需要构建易于处理的理论框架模型，为优化异构蜂窝网络的设计和部署提供系统参数。构建理论模型的难点在于基站、蜂窝用户以及直接通信的D2D对在空间上的随机分布。本项目基于随机几何数学工具，根据各层基站的分布特点及信道随机衰落特性构建干扰模型，推导网络性能指标的理论表达式，通过仿真验证理论值的正确性，并分析各参数对网络性能的影响。主要研究内容：（1）分别构建多层异构蜂窝网络的二维和三维泊松点过程模型，推导相应覆盖概率的理论表达式，并通过仿真分析各参数对覆盖概率的影响；（2）当各层基站的分布为簇状结构时，采用更符合实际的Neyman-Scott过程构建异构蜂窝网络的二维泊松簇过程模型，分别推导子过程为Matern簇过程和Thomas簇过程的覆盖概率和中断概率理论值；（3）根据毫米波通信特性和基站密集分布特点，构建毫米波蜂窝网络三维泊松点过程模型，推导覆盖概率理论值，分析阻碍及路径损耗等因素对覆盖概率的影响；（4）针对部署异构类型的毫米波异构蜂窝网络，采用D球阻碍模型构建二维泊松点过程模型，推导覆盖概率、速率覆盖概率和能量效应等性能指标的理论值；（5）针对频谱异构类型的毫米波异构蜂窝网络，采用多运营商混合频谱方案，构建泊松点过程模型，提出最大接收功率+高频载波SINR阈值的用户接入准则，推导覆盖概率和信道容量覆盖概率理论值；（6）针对多层异构蜂窝网络环境中D2D通信复用蜂窝用户的通信资源带来的干扰问题，根据泊松点过程构建的模型设定目标函数及约束条件，研究资源分配优化算法进行干扰管理。