中继增强蜂窝网络中的频谱分配及复用划分技术剖析.ppt

中继增强蜂窝网络中的频谱分配及复用划分技术,介绍,基本假设及系统模型:在每个小区放置六个固定中继节点(FRN)，其到基站(BS)的距离为优化目标移动终端(MS)可以直接和BS通信，也可以通过中继节点经过两跳和BS通信同构的固定中继节点，即MS和FRN，MS和BS，FRN和BS之间的链路共享所有可用的频谱带宽在系统级仿真平台中采用19个蜂窝小区场景BS和FRN都采用全向天线MS在每个小区均匀分布，且系统满负载,主要目标:研究中继蜂窝小区中的频谱分配方案及其对系统性能的影响优化不同设计目标下中继节点的放置位置论证基站和中继节点之间的链路质量对整个系统性能的重要性,基于复用划分的频率分配,基本思想是将复用划分的概念引入到中继蜂窝网络的频谱分配中即用于BS-MS，BS-FRN链路和用于FRN-MS链路的频带使用不同的复用因子，以提高频谱利用效率同时进行有效的小区间干扰管理对不同的复用因子的组合方案进行理论分析和仿真结果表明，最佳的复用划分的方案如左图所示三个小区组成一簇，在每簇中系统可用频带分成正交的四部分图中的FBS部分在每个小区被用于BS-MS及BS-FRN链路的通信图中的FFRNA，FFRNB，FFRNC部分被小区A，B，C用于各自FRN-MS链路间的通信,基于复用划分的频率分配,仿真结果显示，我们所提出的基于复用划分的方案(RRP)在中继节点放置在0.6R时获得最高的小区容量RRP方案相对于传统的复用划分方案(TRP)(没有配置中继节点),以及传统的蜂窝小区，小区容量(Mbits/s)可获得约30%和45%的增益,基于复用划分的频率分配,同时，对于小区边缘的移动终端，其信干比(SIR)在RRP方案中相比TRP和传统蜂窝网络增加约8-12dB,“基于覆盖面积”和“基于频谱效率”的频率分配,“基于覆盖面积”的频谱分配方案(如左图所示)主要目的是增加高速率用户的覆盖范围三个小区组成一簇，其中BS-MS及FRN-MS链路所用的频率复用因子为3，而BS-FRN链路所用的频率复用因子为1假设BS-FRN链路通信质量较好，为视距(LOS)传输,“基于频谱效率”的频谱分配方案(如右图所示)主要目的是增加面积频谱利用效率两个小区组成一簇，其中BS-MS及FRN-MS链路所用的频率复用因子为2，而BS-FRN链路所用的频率复用因子为1假设BS-FRN链路通信质量较好，为视距(LOS)传输,“基于覆盖面积”和“基于频谱效率”的频率分配,仿真结果显示，“基于覆盖面积”的分配方案相比于其他频率分配方案或传统的无中继网络，移动终端具有最好的信干比(SIR)表现，即在给定SIR要求下，该方案可以提供最大的覆盖面积,“基于覆盖面积”和“基于频谱效率”的频率分配,而“基于频谱效率”的频率分配方案，相比于其他方案和传统网络，可以获得更大的面积频谱利用效率（如右图所示）同时，虽然“基于覆盖面积”的分配方案定位于增加高速率的覆盖范围，但相比于其他分配方案（如频带借用方案）和传统网络，其频谱效率也获得了极大的增加,BS-FRN链路在NLOS信道条件下的频率分配,方案1(如左图所示)四个小区组成一簇，其中BS-MS及FRN-MS链路所用的频率复用因子为1，而BS-FRN链路所用的频率复用因子为4假设BS-FRN链路通信为非视距(NLOS)传输,方案2(如右图所示)三个小区组成一簇，其中BS-MS及FRN-MS链路所用的频率复用因子为1，而BS-FRN链路所用的频率复用因子为3假设BS-FRN链路通信为非视距(NLOS)传输,BS-FRN链路在NLOS信道条件下的频率分配,仿真结果显示，当BS-FRN链路质量得不到保证，如处于NLOS信道条件，中继蜂窝网络的系统性能将收到极大影响我们的分配方案1和方案2，相比于传统无中继网络，小区边界用户的SIR（参考左图5%的CDF点）获得少量增益,BS-FRN链路在NLOS信道条件下的频率分配,我们的分配方案1和方案2，平均面积频谱效率均低于传统蜂窝网络（如右图所示）因此，为保证中继增强蜂窝网络的系统信能，必须采用一些措施或技术来保证BS-FRN链路的质量，如把FRN的天线放在高处以保证BS-FRN之间的LOS信道条件或采用定向天线等,结论,灵活的频率域资源分配和复用划分概念的引入可以显著的提高中继蜂窝网络的系统性能对小区间干扰的控制是在多小区环境下研究无线资源划分以支持中继站运作的一个重要方面，而将复用划分技术应用到中继加强的蜂窝系统中，可以进行灵活的干扰管理从而提高系统性能根据优化目标的不同，可以采取不同的频谱分配方案，从而改善系统的覆盖或提高系统的频谱利用效率基站到中继节点的链路质量对中继蜂窝网络的性能影响极大，需要在系统设计和规划中考虑如何对基站和中继站链路实施加强，如将中继站布置到可与基站实现直达波连接的位置,THANKYOU!,THEEND,参考文献,1T.Liu,M.Rong,H.Shi,D.Yu,Y.XueandE.Schulz,“Reusepartitioninginfixedtwo-hopcellularrelayingnetwork”,InProc.IEEEWCNC06.2P.Li,M.Rong,T.Liu,Y.Xue,D.YuandE.Schulz,“Reusepartitioningbasedfrequencyplanningforcellularnetworkwithtwo-hopfixedrelaynodes”,acceptedbyIEEEPIMRC06.3P.Li,M.Rong,T.Liu,Y.Xue,D.YuandE.Sch