基于下行傳輸性能指標(biāo)的中繼節(jié)點(diǎn)位置與數(shù)目的聯(lián)合優(yōu)化.pdf

1、在傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)中引入中繼技術(shù)，可以增加基站的覆蓋面積、改善小區(qū)邊緣用戶的通信性能，同時(shí)可以增加系統(tǒng)的最大負(fù)載用戶數(shù)。在小區(qū)中，中繼站的位置以及數(shù)目對(duì)系統(tǒng)各方面的性能有著重要的影響。本文基于系統(tǒng)的單用戶下行遍歷容量、單用戶下行遍歷中斷概率、下行最大負(fù)載用戶數(shù)等性能指標(biāo)，對(duì)小區(qū)中繼站位置以及數(shù)目的選擇進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。
　　 本文的主要工作如下：
　　 1．分別在S/D/AF和S/D/DF中繼使用模式下，基于單用戶下行遍歷容量

2、性能指標(biāo)進(jìn)行中繼站位置與數(shù)目的聯(lián)合優(yōu)化。論文假設(shè)小區(qū)是圓形的、基站位于小區(qū)的中心，各中繼站均勻地分布在一個(gè)以基站為圓心的圓周上；信道建模時(shí)考慮路徑損耗以及瑞利衰落。在S/D/AF中繼使用模式下，系統(tǒng)根據(jù)距離選擇一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼、中繼按照AF方式轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)；在S/D/DF中繼使用模式下，用戶根據(jù)距離選擇一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼、中繼按照DF方式轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。論文分別在S/D/AF中繼使用模式和S/D/DF中繼使用模式下，對(duì)優(yōu)化問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得到單用

3、戶下行遍歷容量的理論表達(dá)式以及優(yōu)化問題的目標(biāo)公式，并對(duì)單用戶下行遍歷容量理論式與中繼站位置以及數(shù)目的關(guān)系進(jìn)行分析，通過單用戶下行遍歷容量的數(shù)值積分以及Monte-Carlo仿真的驗(yàn)證，得到最優(yōu)的中繼站位置以及數(shù)目。論文最后比較了兩種模式對(duì)最優(yōu)中繼站位置以及數(shù)目的影響。
　　 2．分別在S/D/AF、D/S/AF、Proactive DF以及Reactive DF中繼使用模式下，基于單用戶下行遍歷中斷概率性能指標(biāo)進(jìn)行中繼站位置與數(shù)

4、目的聯(lián)合優(yōu)化。中繼站分布方案以及信道模型同上。在D/S/AF中繼使用模式下，系統(tǒng)根據(jù)用戶所接收的各中繼信號(hào)的SNR，選擇一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼，中繼按照AF方式轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)；在Proactive DF以及Reactive DF中繼使用模式下，系統(tǒng)分別遵循一定的準(zhǔn)則、根據(jù)用戶接收到的各中繼信號(hào)的SNR，選擇一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼，中繼按照DF方式轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。論文分別在各模式下，對(duì)優(yōu)化問題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得到單用戶下行遍歷中斷概率的理論表達(dá)式以及優(yōu)化問題的目標(biāo)

5、公式，并對(duì)單用戶下行遍歷中斷概率理論式與中繼站位置以及數(shù)目的關(guān)系進(jìn)行分析，通過單用戶下行遍歷中斷概率的數(shù)值積分以及Monte-Carlo仿真的驗(yàn)證，得到最優(yōu)的中繼站位置以及數(shù)目。論文最后比較了四種模式對(duì)最優(yōu)中繼站位置以及數(shù)目的影響。
　　 3．在S/D/DF中繼使用模式下，基于下行最大負(fù)載用戶數(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行中繼站位置與數(shù)目的聯(lián)合優(yōu)化。中繼站分布方案同上，信道建模時(shí)只考慮路徑損耗。論文根據(jù)中繼站的位置將小區(qū)劃分為“基站區(qū)域”與非“