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系統識別號 U0002-1108201412221800
中文論文名稱 應用於LTE-Advanced中繼網路之序列式干擾度協調機制
英文論文名稱 A Sequential Interference Coordination Scheme in LTE-Advanced Relay Networks
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 王興賢
研究生英文姓名 Hsing-Hsien Wang
學號 600410939
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2014-06-16
論文頁數 94頁
口試委員 指導教授-王英宏
委員-逄愛君
委員-李官陵
委員-顏淑惠
中文關鍵字 進階版長期演進  中繼網路  細胞間干擾  干擾度協調 
英文關鍵字 LTE-Advanced  Relay Networks  Inter-Cell Interference  Interference Coordination 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 在長期演進(Long Term Evolution, LTE)網路環境,基地台(Donor evolved Node B, DeNB)覆蓋範圍不足與遮蔽效應問題尚待解決。因此3GPP(3rd Generation Partnership Project)組織於LTE Release-10的版本中,制定了中繼技術(Relay)完整的技術標準,藉由中繼技術來改善上述之問題,並且達到延伸覆蓋範圍與提升吞吐量(Throughput)之目的。然而中繼技術的加入,會導致細胞間干擾(Inter-Cell Interference, ICI)的問題,連帶的影響細胞整體UE(User Equipment)的吞吐量。因此如何有效的協調干擾,將會是提升LTE-Advanced中繼網路整體系統吞吐量的關鍵。在既有的干擾度協調機制中,中繼節點(Relay Node, RN)所能使用的頻率多寡,不僅能影響中繼節點的處理容量與系統的頻譜效率,也能影響中繼節點對relay UE產生的干擾。因此本研究提出一個改良的干擾度協調機制,針對解決遮蔽效應問題之場景,將中繼節點所使用的頻率與子訊框以順序排程的方式做配置,降低中繼節點對relay UE產生的干擾,並確保中繼節點的處理容量與系統的頻譜效率。模擬實驗結果將證明本研究所提之機制在吞吐量方面優於其它傳統之機制。
英文摘要 In Long Term Evolution (LTE) networks, the problems of inadequate coverage and shadowing effect are still unsolved. Therefore, the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) organization has proposed the complete relay technology and standardization in LTE Release-10. Relay technology can improve the above problems to achieve coverage extension and throughput enhancement. However, applying the relay technology will increase the inter-cell interference (ICI) problem which affects the throughput of cell user equipment (UE). How to effectively coordinate the interference will be an important issue. It can enhance the system throughput in LTE-Advanced relay networks. For the existing interference coordination schemes, the number of frequency channels which used by relay node (RN) can affect not only the RN processing capacity and the system spectral efficiency, but also the RN-to-relay UE interference. Therefore, we propose an improved interference coordination scheme that focuses on solving the problem of shadowing effect caused by a hill or large building. This proposed scheme configures RN frequency and subframes by sequential scheduling approach. This proposed scheme is not only reduce the RN-to-relay UE interference but also guarantee the RN processing capacity and the system spectral efficiency. The simulation results show that the proposed scheme is superior to other traditional schemes in terms of throughput.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 2
1-2 研究動機 5
1-3 研究目的 6
1-4 論文架構 7
第二章 相關背景與研究 8
2-1 LTE-Advanced 9
2-1-1 中繼技術之概念與目的 10
2-1-2 中繼節點之傳輸與接收技術 12
2-2 干擾度協調機制 15
2-2-1 協調頻域干擾 15
2-2-2 協調時域干擾 18
2-2-3 同時考慮協調頻域與時域干擾 20
第三章 序列式干擾度協調機制 25
3-1 細胞區域設定 27
3-1-1 大型細胞區域設定 27
3-1-2 中繼節點識別碼設定 28
3-1-3 中繼細胞區域設定 30
3-2 時域干擾協調 33
3-2-1 基地台子訊框規劃 33
3-2-2 中繼節點子訊框規劃 36
3-3 頻域干擾協調 41
3-3-1 基地台頻率與功率規劃 41
3-3-2 中繼節點頻率與功率規劃 48
3-4 資源配置 58
第四章 模擬與分析 62
4-1 模擬環境與參數設定 63
4-2 模擬結果分析與比較 65
第五章 結論與未來研究方向 70
5-1 結論 70
5-2 未來研究方向 71
參考文獻 73
附錄 – 中文投稿格式 78
附錄 – 英文投稿格式 87

圖目錄
圖1.1 使用中繼節點之情境圖 3
圖1.2 中繼網路之細胞間干擾類型圖 4
圖2.1 中繼網路之三種鏈路示意圖 11
圖2.2 中繼節點分時多工運作示意圖 12
圖2.3 中繼節點子訊框之分時多工接收與傳輸圖 13
圖2.4 中繼節點接收基地台下行傳輸之子訊框架構圖 14
圖2.5 High Capacity Cell Architecture運作圖 16
圖2.6 Relay ICIC運作圖 17
圖2.7 Relay-cell Asynchronous Backhaul Timing Method運作圖 19
圖2.8 Joint Interference Coordination and Relay Cell Expansion運作圖 20
圖2.9 2D IC運作圖 21
圖2.10 Soft Time/Frequency/Power Coordination運作圖 23
圖3.1 序列式干擾度協調機制主流程圖 26
圖3.2 細胞區域設定架構圖 27
圖3.3 大型細胞之扇形區域編號示意圖 28
圖3.4 大型細胞之中心區域與邊緣區域示意圖 28
圖3.5 中繼節點序列編號之配置範例示意圖 29
圖3.6 中繼節點識別碼之配置範例示意圖 29
圖3.7 中繼細胞之中心區域與邊緣區域示意圖 31
圖3.8 細胞區域設定流程圖 31
圖3.9 macro UE類別名稱與區域位置編號之範例示意圖 32
圖3.10 relay UE類別名稱與區域位置編號之範例示意圖 32
圖3.11 時域干擾協調架構圖 33
圖3.12 基地台子訊框之基本規劃單位圖 33
圖3.13 可規劃回程子訊框之子訊框編號圖 34
圖3.14 基地台回程子訊框規劃圖 35
圖3.15 基地台回程子訊框與存取子訊框規劃圖 36
圖3.16 中繼節點子訊框之基本規劃單位圖 37
圖3.17 中繼節點MBSFN子訊框規劃圖 38
圖3.18 中繼節點MBSFN子訊框與存取子訊框規劃圖 39
圖3.19 時域干擾協調流程圖 40
圖3.20 頻域干擾協調架構圖 41
圖3.21 基地台頻率與頻段比例規劃圖 42
圖3.22 基地台頻率與功率規劃圖 42
圖3.23 macro-edge UE與中繼節點頻率規劃圖 43
圖3.24 macro-center UE與中繼節點頻率規劃圖 44
圖3.25 macro-center UE與中繼節點頻率優先權規劃圖 45
圖3.26 頻域干擾協調之基地台頻率與功率規劃流程圖 47
圖3.27 中繼節點頻率與頻段比例規劃圖 48
圖3.28 中繼節點頻率與功率規劃圖 49
圖3.29 中繼節點頻率分區與功率規劃圖 49
圖3.30 扇形區域1之中繼節點頻率分區與功率規劃圖 51
圖3.31 扇形區域2之中繼節點頻率分區與功率規劃圖 53
圖3.32 扇形區域3之中繼節點頻率分區與功率規劃圖 54
圖3.33 頻域干擾協調之中繼節點頻率與功率規劃流程圖 57
圖3.34 資源配置架構圖 58
圖3.35 基地台對macro UE資源配置流程圖 59
圖3.36 基地台對中繼節點資源配置流程圖 60
圖3.37 中繼節點對relay UE資源配置流程圖 61
圖4.1 大型細胞邊緣macro-edge UE分布密度之平均吞吐量比較圖 65
圖4.2 大型細胞中心macro-center UE分布密度之平均吞吐量比較圖 66
圖4.3 中繼細胞邊緣relay-edge UE分布密度之平均吞吐量比較圖 67
圖4.4 中繼細胞中心relay-center UE分布密度之平均吞吐量比較圖 68

表目錄
表2.1 中繼節點應用場景比較表 11
表3.1 中繼節點識別碼範例表 30
表3.2 基地台子訊框規劃表 36
表3.3 識別碼序列編號為奇數之中繼節點子訊框規劃表 39
表3.4 識別碼序列編號為偶數之中繼節點子訊框規劃表 40
表3.5 macro-center UE與中繼節點頻率優先權表 45
表3.6 基地台頻率與功率規劃表 46
表3.7 relay-edge UE頻率分區優先權表 55
表3.8 relay-center UE頻率分區優先權表 55
表3.9 中繼節點頻率與功率規劃表 56
表4.1 模擬實驗參數表 63
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