《无线通信课程论文》.pdf

IMT-Advanced 网络中中继布置策略的研究 随着技术和用户需求的发展，下一代无线通信网络要求实现高数据率，对 高速移动用户的支持和无所不在的信号覆盖。在这种情况下，多跳中继技术以其 优越性得到了广泛的关注，WIMAX 和 LTE-Advanced 都在积极地开展研究。该技 术能够增加小区的覆盖范围，覆盖盲点地区，增加系统容量，使小区负载平衡， 减少移动站发射功率。 多跳中继技术的研究包括很多方面，但不论是在系统仿真还是在实际网络 的设计中，中继网络的布置方案，包括中继站位置和数量，以及中继站和基站是 否存在视距等等，都会对实际的效果产生一定的影响。好的中继布置方案以及相 应的天线技术能使中继结点和基站及移动站间的连接更稳定有效，并显著减弱中 继站引进的干扰，同时能够通过控制中继站的数量节省布置开销和功率消耗。在 这篇综述中将介绍关于多跳中继网络布置及相关天线技术的若干方案和建议。 爱尔兰都柏林大学计算机科学与信息学研究所的研究人员提出了一种基于 IEEE 802.16j 标准的多跳中继网络规划模型[1]。该模型的目标是在给定候选布置 点、用户需求和损耗信息的前提下，寻求最佳的基站和中继站放置方案。问题最 终归结为整数线性规划，并可以利用分支和边界技术得到解决。模型适用与小型 城域网或较大的城市。具体建模过程如下所述。 首先，他们进行了问题的描述。建立基站BS和中继站RS候选点集合S = {1, … , m}和R={1, …,n}，代表用户的离散检测点TP集合T={1,…,t},代表基站和中继站相 关开销的集合 （j S）和 （j ）,代表用户实际连接的集合 （i ）。 模型使用的传播模型是SUI路径损耗模型。模型主要考虑两跳的情况。 然后根据SUI模型建立三个损耗系数矩阵 、 、 ，分别代表TP i和BS j， TP i和RS j及RS i和BS j连接的损耗系数，所有元素均在0到1范围内取值。 接下来定义五个二进制变量集合 , , , , ,这些变量用来 指示情况是否发生，其中 为1表示BS j存在， 为1表示RS j存在， 为1表 示TP i被分配到BS j， 为1表示TP i被分配到RS j， 为1表示RS j分配到BS j 于是所求的问题可以表示为以下目标函数： min ( + + + + ) 式中前两项组成BS和RS的建立开销，接下来的两项与移动站的发射功率有 关，分别代表了和BS直接通信的移动站及使用RS的移动站情况，最后一项的存在 是为了使得结果中BS总和离它最近的RS通信。参数 、 和 是在优化选择过 程中的权重系数，表示三种通信过程损耗的主次地位。另外，该式求解有如下约 束条件： + =1, i T; = ， i R; , i T,j ; , i T,j ; , i R,j 其中第一条约束保证每个TP或者分配给BS,或者给RS;第二条保证每个RS要 么不存在，要么分配给唯一的BS;后面三条约束分别保证TP和存在的BS相连，TP 和存在的RS相连，RS和存在的BS相连。 由于TP只和离之最近的RS或BS相连，研究人员还通过增加约束条件达到缩小 状态矢量空间的目的，简化问题求解。先要引入另外三个二进制变量矩阵 ， ， ，当TP i靠近BS j时， 设为1，当TP i靠近RS j时， 设为1, 当RS i靠近BS j 时， 设为1。然后就可以定义相应的约束条件： , i T,j ; , i T, j ; , i R,j 。 三个约束条件保证了TP、RS、BS之间就近相连原则。 该研究还通过实验调查算法的可行性，以了解可求解的问题规模。实验中代 表TP、BS和RS的点坐标是计算机随机选出来的，并且假设BS的建立费用是RS的三 倍。改变TP、BS和RS的数量，或者单独改变其中一个的数量，其他两个不变