兩跳無線OFDM蜂窩網(wǎng)絡(luò)中繼鏈路選擇問題的研究.pdf

1、為進(jìn)一步提高移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，研究人員提出了各種有效方案，其中中繼成為研究熱點(diǎn)之一，并成為4G網(wǎng)絡(luò)中不可忽視的關(guān)鍵技術(shù)。通過采用中繼技術(shù)改進(jìn)小區(qū)覆蓋，將會(huì)有效解決單跳蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小、系統(tǒng)吞吐率低的問題。但是，中繼節(jié)點(diǎn)的引入不可避免地帶來了新的需要解決的問題，其中最重要的問題之一就是基站和中繼之間的鏈路選擇問題。無線鏈路由一跳變?yōu)閮商?，中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)需要消耗額外的時(shí)頻資源和功率資源，單跳蜂窩網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)包括資源分配、接入控制、功率控

2、制、負(fù)載、調(diào)度等并不能直接運(yùn)用到兩跳中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，這使得研究人員在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性研究新的技術(shù)來攻破上述難關(guān)。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入中繼后，如何選擇中繼節(jié)點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)性能起著至關(guān)重要的作用。在資源受限制的條件下，為了更好地改善系統(tǒng)的傳輸性能，如何最優(yōu)的選擇鏈路中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并合理分配鏈路功率以降低傳輸鏈路間的干擾是需要解決的首要問題，它們成為了本文研究的重點(diǎn)。針對(duì)這些問題，本文提出了以下創(chuàng)新方案:
　　 提

3、出了一種基于中斷概率最小化的最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目選擇算法。該方法根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)獲得的源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)分別到達(dá)的信道狀態(tài)信息，通過比較自適應(yīng)的選擇轉(zhuǎn)發(fā)方式，并通過比較信噪比確定候選中繼集合，最后根據(jù)中斷概率最小化選擇最優(yōu)中繼數(shù)目的中繼參與協(xié)作。仿真結(jié)果表明，該方法提高了信道容量，降低了中斷概率。當(dāng)中繼數(shù)目較多時(shí)，消耗的總功率增大，但系統(tǒng)容量增加緩慢，并趨于平緩。無限的增加中繼的數(shù)目并不能無限的提高系統(tǒng)容量。因此，選擇最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可以提高

4、系統(tǒng)傳輸性能。
　　 提出了一種基于功率分配的最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目選擇算法。該方法首先進(jìn)行功率最優(yōu)分配計(jì)算，然后根據(jù)中斷概率最小狀態(tài)選擇中繼數(shù)目，確定最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目。仿真結(jié)果表明，本文提出的基于功率分配最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)選擇算法可以顯著改善系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和中斷概率。如果要獲得足夠好的系統(tǒng)可靠性能或者足夠大的系統(tǒng)容量，可以通過增加中繼數(shù)目的方法來實(shí)現(xiàn)。但是，增加中繼數(shù)目會(huì)消耗更多的總發(fā)送功率，從而加重了鏈路間干擾程度，所付出的協(xié)同代價(jià)將會(huì)