论文部分内容阅读
为了满足人们日益增长的高服务质量、高容量、大速率、多类型无线多媒体业务的需求,WiMAX、WINNER和3GPP等通信标准中均引入了中继技术并且进行了深入的研究。中继通信技术作为下一代移动通信系统的关键技术之一,它在降低运维成本、消除盲点覆盖、提高小区边缘用户的通信质量、增加系统容量、扩大小区覆盖范围以及缓解应急通信等方面发挥着巨大作用,已经成为当今无线通信的一个研究热点。中继在多跳中继蜂窝网络(Multi-hop Relay Cellular Network, MRCN)中以额外中继资源的开销为代价换取整个系统性能的改善:与传统单跳网络系统相比,中继链路会占用额外的系统资源。因此如何设计较优的中继资源分配方案,提升系统的资源利用率具有重要的研究价值。本文针对单扇区单中继和单扇区双中继两跳蜂窝网络设计了较优的自适应资源分配方案,主要的研究内容和贡献如下:第一,对无线两跳中继蜂窝网进行LTE-A系统级的仿真平台的搭建,主要实现信道、中继站模块的建模与仿真,并采用格点分布方式对移动台模块进行了改进。完成了该平台下系统下行链路扇区吞吐量、频谱效率、覆盖率的性能分析,并和原有单跳网络进行对比,得出两跳中继网络下系统性能的改善情况。第二,中继站(Relay Station, RS)和基站(Base Station, BS)(?)司合适的路径选择与资源复用可以有效缓解中继额外资源需求压力。考虑到RS的时域、频域和空间域复用性,本文介绍了基于链路信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)路径选择方案,并给出基于比例公平调度的保证吞吐量的改进型调度方法。第三,针对单扇区单中继场景提出固定时间分配(Fixed Time Division,FTD)和自适应时间分配(Adaptive Time Division,ATD)的资源分配方案,针对单扇区双中继场景提出了中继间干扰消除(RS-RS Interference Avoiding Scheme, RRIAS)和中继与基站间干扰消除(BS-RS Interference Avoiding Scheme, BRIAS)方案,并和全频复用(Full Frequency Reuse,FFR)方案以及基于ATD的BRIAS方案对比,对其优缺点进行了分析。仿真结果和数据显示,自适应资源分配方案可以有效提高两跳中继蜂窝网的系统频谱效率,边缘用户频谱效率和系统覆盖率。