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基于PDMA技术的5G异构网络融合技术的分析

2018-04-13焦安群

数字通信世界 2018年2期
关键词:异构吞吐量基站

焦安群

(中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司,哈尔滨 150010)

1 引言

现如今,人们的生活质量不断优化,人们对通信速度以及质量提出了较高要求,这在一定程度上为5G异构网络融合技术提供了应用空间,能为新业务推出提供机会,同时,网络融合成本也能相应降低,客户提出的多样化网络运营需要会被及时满足。由此可见,本文探究这一论题对移动通信行业稳健发展有促进意义,具体探究如下。

2 PDMA技术基本介绍

2.1 基本框架

本文介绍的PDMA技术指的是,以通信系统为基础,通过系统优化形成的非正交多址接入技术,该技术以联合设计为前提,以此完成用户区分和筛选,其中,用户区分的常见区域主要为功率域、空域,或者时频域;用户检测方式主要为串行干扰排除法。多用户信息在不同区域重合,经过系列操作完成重合信息的有效分离(如图1)。

图1 PDMA内部结构

2.2 实现方式

PDMA技术联合设计主要按照上述介绍的步骤和要求进行,分析可知,要想优化接收机检测效果、增加系统容量,务必做好非正交特征图样的设计工作。一方面,优化时频资源映射效果,遵循资源管理要求,以此提高资源利用率;另一方面,优化图样特征设计效果,主要从三个环节入手,分别为功率域发射端设计、空域发射端设计、混合域特征图样设计,坚持图样设计原则能够优化系统设计效果,增加吞吐量。

2.3 性能介绍

PDMA性能优化主要体现在基站中心用户和边缘用户两方面,其中,边缘用户又被称为弱用户,适时应用PAMD机制能够相应增加各类用户吞吐量,其中,弱用户与功率分配因子成正比例相关,基站中心用户与其成反比例相关,为了维持二者间的平衡关系,应探索合理的功率分配因子,以免吞吐量失衡。

3 5G异构网络融合技术分析

3.1 关键技术介绍

5G技术适用场合主要有三种,第一种即高可靠低时延通信,它能迎合特殊物联网行业的应用需要,在发挥公共安全、移动云服务、娱乐、准确定位、办公、智能电网等方面优势的基础上提升生活质量。第二种即增强型移动通信,它作为基础型覆盖方式,能够满足用户随时、高效获取数据信息的需要,并且通信质量能够得到保障。第三种即大规模机器通信,它主要用来进行数据采集,适用于环境监测行业以及智能农业领域,具有低功率、快速连接、低成本等特点,在智能家居以及智慧城市等方面具有良好的应用效果。

大规模多天线技术具有应用范围广、应用频率高等特点,该技术主要以信道状态信息反馈、信道传输、多用户调度等内容为主要研究对象,该技术在5G构网络融合环境中应用存在一定现实问题,技术实践效果较差,大规模多天线技术应以系统适用性为前提,适当增强检测性能,不断优化检测算法。以此降低算法应用的复杂性。超密集组网技术实践过程中存在高成本、强干扰、资源传输利用率较低等问题,只有逐一突破技术阻力,才能为用户带来良好的用网体验。新型多址接入技术可供选择的方案主要有四种,分别为图样分割非正交多址接入、多用户共享接入、非正交多址接入、稀疏码多址接入。

3.2 系统预防干扰的途径

用户应用5G系统,享受其带来网络优势的同时,还应做好系统干扰工作,通过干扰管理增加这一系统的发展动力。一方面,干扰协调处理。即通过合理调整不同区域的资源,做好资源分配以及调用工作,以此降低区域间资源分配无序现象。在细分用户的基础上,掌握时域资源分配原则,优化设计干扰预知机制,以此提高干扰处理效率,降低跨层干扰几率。在功率控制的基础上采取有效措施预防宏微基站干扰,细分干扰场景,遵循最优信号分配准则,完成各类基站功率的高效分配任务。另一方面,做好干扰对齐工作。即在发射信号预处理的基础上合理排列编码矩阵,以此控制干扰波束方向,避免出现信号干扰重叠现象,不断扩大信号空间利用率。干扰对齐机制提出后,研究人员在理论探究的前提下,为实践活动提供理论引导,适当改进干扰对齐机制,能够适当扩大吞吐量,有效降低信息传递过程中干扰影响几率。预防干扰的两种途径,实际应用的过程中存在一定不足,因此相关学者应深入探究干扰管理的相关问题,不断增加探究成果,提高研究成果的实用性。

4 以PDMA技术为基础的5G异构网络融合技术探究

5G接入技术分析的过程中,应重点探究非正交多址接入技术的实践阻力,确保5G系统在多种类设备连接方面具有适用性,不断优化系统频谱效果,提高频谱速度,同时,这也是彰显无线通信系统优势的基本表现。下文在机制分析的基础上,对机制进行仿真探究和评估。

4.1 网络融合机制

5G网络性能指标主要为:巧妙渗透PNMA技术于异构网络融合活动中来,以此丰富系统容量、提高频谱利用率、增加系统吞吐量。本文所介绍的PDMA技术属于新型非正交多址接入技术,通过用户合理区分、准确检测完成各类基站范围的有效覆盖,频谱资源的合理调度,以此优化子载波的划分效果。要想增加系统吞吐量应做好功率分配因数获取工作,不断调整调度机制,充分发挥这两项因素在系统吞吐量提高方面的积极作用。

4.2 用户调度机制

根据系统运行需要有序管理无线资源,避免现有资源浪费,全面提高现有无线资源利用率,这能在一定程度上优化服务质量、提升服务水平,在了解用户调度过程中,总结常见问题,逐渐完善用户调度机制,确保多用户获得相应的资源块。健全后的用户调度机制,在系统稳定性、系统功能丰富以及用户公平性等方面发挥着重要作用,由此可见,优化用户调度机制具有必要性和重要性,它对非正交信号有序划分、信号高效传递具有重要意义。在掌握公平性原则的前提下,高度重视用户配对这一现实问题,应用比例公平算法优化各类用户吞吐量的均衡效果,以免吞吐量失衡导致系统干扰增加。

4.3 不同用户功率配置

用户功率分配工作开展的过程中,如果个别用户功率分配不合理,那么其他用户也会受到影响,因此,应优选合理的功率分配法,其中FTPA技术适时应用能够确保低信道用户获得较多的功率,高信道用户获得较少的功率;FSPA技术在最优功率分配因子搜集的基础上,准确获知系统吞吐量。

4.4 仿真结果

一方面,构建合理的仿真模型。参照3GPP标准完成基站异构网络系统的顺利构建,其中基站距离为450m,定向天线数量为3个,小基站簇R为65m,四个小基站组成基站簇,小基站R为45m。采用随机分布的方式安排用户,最后分布后的用户有两种类型,第一种类型即普通用户,第二种类型即热点用户,前者分布于宏基站范围内,后者分布于小基站范围内。仿真活动执行的过程中,优化参数设置效果,其中系统参数类别及数值主要为:传播损耗19dB;基站簇间距65m;系统带宽9MHz;阴影衰落相关距离45m;噪声密度-173dBm/Hz;Pico发射功率28dBm;热点用户比例三分之二;发射功率22dBm;噪声系数8dB。

另一方面,分析仿真结果。系统性能常以吞吐量为分析标准,异构网络融合机制完善的过程中,引进PDMA技术能够优化、增加用户吞吐量。用户数目减少或者增多,平均吞吐量均会受影响,同时,用户功率分配因数也会不断变化。

5 结束语

综上所述,随着网络系统的不断升级和创新,5G系统应运而生,该系统以PDMA技术为基础进行异构网络融合,在掌握关键技术原理的基础上,适时创新网络融合机制,这能扩大5G异构网络融合技术应用范围,同时,还能解决融合机制实践期间存在的现实问题。此外,5G系统频谱利用效率能够相应增加,系统吞吐量不断提高,并且不同区域用户间的干扰也会逐渐减少,有利于加快通信数据传输速度,优化通信质量。

[1] 许猛.5G多接入融合组网技术探讨[J].电信快报,2017,(06):36-38+46.

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