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新一代移动通信小区规划及评估

2.3万字 74页 包括外文翻译，原创作品，已通过查重系统

摘 要

新一代移动通信系统（5G）在链路性能和系统性能方面将会有大幅度的提升，链路的峰值数据速率可达到10GBPS，单位面积的和速率、边缘用户数据传输速率和接入用户数将在LTE的基础上提高100倍，端到端的传输时延也将会大幅度降低。目前认为超密集小区、多点协作和大规模天线将成为5G的关键技术，下一代移动通信系统将会呈现密集、异构、多样、灵活的特点。
本文中，我们根据5G的性能要求，对5G移动通信的小区结构进行设计和规划。运用超密集小区、大规模MIMO技术，构建能够满足要求的小区结构，针对所设计的结构进行计算机仿真，对峰值速率、用户平均速率、边缘用户速率、单位面积和容量等性能进行评估。其中大规模MIMO技术是指在发射基站处配备大规模的天线，通常会达到百个天线数目。通过该技术，可以同时同频率为多个用户提供服务，从而可以成倍的提升吞吐量、提高数据速率，以求达到10Gbps峰值速率的要求。超密集小区是指将蜂窝小区的半径进行缩小，单位面积的小区数目会越来越大。小区半径缩小，单位面积里的小区数目增加，频带的利用率增加，从而信道和容量增大，提高了数据的流密度。
在本次MATLAB仿真中，我们通过对蜂窝小区的模拟，分别对大规模MIMO技术中收发天线数目、小区内用户数目等参数进行调整。在128个基站天线，频率复用因子为1时，可以发现能够到达单位带宽信道容量50bps的要求，在5G技术200M带宽的情况下，能够满足每小区10Gbps以及单用户10Gbps峰值速率的技术要求。通过小区密集化，可以实现单位面积的和速率要求。
研究和仿真表明，通过对小区结构和天线配置进行合理的规划，能够满足下一代移动通信的需求。


关键词：5G；小区规划；大规模天线；超密集小区；峰值速率