异构网络中的干扰统计建模研究

The emergence of multiple small cell technologies provides solution for the explosive growth of users' data rate demand. Thus, the deployment of heterogeneous networks (HetNet) will be popular in the future networks. Since there are numerous hyper dense deployed small cells, and the operation of these cells are flexible, the inter-cell interference (ICI) of HetNet is serious, and the corresponding interference scenario becomes complex. Thus, it is difficult to design useful inter-cell interference coordination (ICIC) schemes, and the system capacity will be impacted. To deal with the challenge, this project aims at modeling the ICI of HetNet statistically. Concretely, a suitable system model for HetNet is necessarily to be proposed at first. After that, we should distinguish different interference scenarios, and use stochastic geometry and statistical analysis to get the theoretical model of the ICI for both the uplink and the downlink. Through the derived theoretical model, the influence of multiple parameters (including system adjustable parameters and the environment parameters) on the statistical properties of ICI could be investigated and provide guidelines for setting system parameters. Then, some effective ICIC mechanisms or algorithms will be designed pertinently. The output of this project will establish theoretical foundation for parameters optimization and the evaluation of ICI management schemes in HetNet.

各类小小区技术的涌现为满足呈爆炸式增长的用户需求提供了解决思路，也促使异构组网成为未来网络部署的必然方向。在异构网络中，小小区密集部署，运营管理灵活，致使小区间干扰严重且场景复杂。这不仅限制了网络容量的提升，对干扰协调方案的设计也提出了很大挑战。面对这一挑战，本项目旨在建立异构网络小区间干扰的统计模型。具体地，先对异构网络建立合适的系统模型，然后区分各类干扰场景，从理论研究的角度出发，利用随机几何和统计分析的手段，对异构网络中上行链路和下行链路的小区间干扰分别进行统计建模。通过所建干扰统计模型体现多种参数（包括系统可调参数和环境参数）对小区间干扰统计特性的影响，指导系统参数的设置，并从机制和算法两个方面设计干扰协调方案。项目的产出将为异构网络组网参数优化和小区间干扰管理方案的设计与评估奠定理论基础。

本课题研究了异构无线网络中的小区间干扰统计建模方法，以及相应的干扰协调和资源分配算法设计。异构无线网络已发展成为第五代移动通信网络的主要网络架构形式，而小区间干扰是限制异构无线网络性能提升的主要因素之一。本课题在矩阵理论和凸优化理论的指导下进行小区间干扰统计建模和干扰管理方案设计，旨在降低异构网络中的小区间干扰，提升网络频谱效率和用户服务质量，为异构无线网络提供高效可行的解决方案。在项目执行期间，课题组成员围绕项目的总体目标和拟定的研究方案努力工作，研究了异构网络中的干扰统计分布模型、下行和上行干扰协调方案和资源分配算法、免授权频段上的异系统间干扰管理方案、以及开放蜂窝网络测试平台等。研究成果为超密集异构无线网络的干扰管理和资源调度策略研发提供了新的研究思路，具有一定的理论意义和应用价值。所取得的主要学术成果包括：共发表学术论文10篇，提交专利申请3项，其中SCI检索6篇，EI检索3篇，达到预定目标。课题组严格按照基金委的要求使用经费。