密集小基站系统中的新型接入理论与技术研究

This project studies the new access theory and technology in small cell systems.To evaluate how the random distributed topology, unbalanced transmit powers of different base stations and the spectrum spatial reuse in small cell systems affect the system capacity, the relationship between the parameters (number of base stations, distribution of the base stations, load balance, interference and so on) and the system capacity is ananlyzed. Based on the analysis,the optimization and game theories are applied to design the load balance, interference coordination and energy saving technology, which can improve the spectrum efficiency and energy efficiency of the small cell systems.

针对小基站（small cell）无线通信网络的新型接入系统，研究其系统容量和小基站数目、基站的分布、系统中的负载均衡、干扰等参数之间的关系，以揭示小基站系统的随机分布式的拓扑结构、不同类型基站的发送功率之间的差异，频谱空间复用等内在特性所带来的性能优势和局限，以此为基础，采用优化和博弈的设计原理和思想，研究适用于小基站系统的负载均衡、干扰协调和节能等关键技术，以进一步提高小基站系统的谱效(spectrum efficiency)和能效(energy efficiency)。

本项目的主要目标是根据小基站系统的特点，设计基于提高小基站能效与谱效的新型接入算法。设计算法时，要考虑与宏基站和其它小基站之间的同信道干扰的问题，宏基蜂窝和小基站负载情况，小基站所设置的地点等因素。我们分别为小基站系统设计了一种基于系统负载状况设置小基站偏置值的自适应算法，针对小基站和宏基站复用相同频段的系统，设计了一种分布式干扰协调算法 ，针对小基站与WiFi共享免授权频段的场景，设计了自适应调节回避窗口算法。最后基于提高小基站能效考虑，设计了一种控制异构网络中小基站（small cell base station， SBS）的开启/睡眠机制。通过仿真验证，与已有的算法相比较，设计的算法分别能够提升小基站系统的能效和谱效。