OFDMA無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)高能效中繼選擇技術(shù)研究.pdf

1、第四代移動通信技術(shù)(4G)在頻譜有效性和傳輸速率方面具有更高的要求，在傳統(tǒng)單跳網(wǎng)絡(luò)中引入中繼的多跳通信被認(rèn)為是可實現(xiàn)高速率高覆蓋要求的增強技術(shù)之一。與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)相比，無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)在覆蓋效率、系統(tǒng)吞吐率、節(jié)能、運營成本等諸多方面具有優(yōu)勢。正交頻分復(fù)用(OFDM)作為一種關(guān)鍵的物理層技術(shù)，能夠有效地對抗多徑衰落并抑制符號間干擾。正交頻分多址接入(OFDMA)以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ)，通過給用戶分配子信道來獲得多信道和多用戶分集增益。這兩種技

2、術(shù)的結(jié)合，使得基于OFDMA的無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)性能相對于傳統(tǒng)單跳網(wǎng)絡(luò)有較大提升。
　　然而，中繼的引入使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，用戶不僅可以接入基站，還可以接入中繼，因此，用戶接入前的站點選擇是無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)需要解決的首要問題。隨著通信行業(yè)能耗的增加，業(yè)界對中繼節(jié)能技術(shù)的研究關(guān)注度增強。本文結(jié)合用戶的QoS需求，致力于無線多跳中繼網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)能效的中繼選擇技術(shù)研究。
　　論文首先總結(jié)了中繼選擇的基本研究方法，根據(jù)論文的研究目標(biāo)，定義

3、了中繼選擇方案的性能評價指標(biāo)，并搭建了無線多跳蜂窩中繼網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)仿真平臺。論文接下來詳細(xì)分析了五種典型的基于不同判決準(zhǔn)則的中繼選擇方案，并針對其中節(jié)能的中繼選擇方案進行改進。首先在全局最小化方案中加入直傳鏈路選擇，重新建立全局最小化的數(shù)學(xué)模型。其次在最小發(fā)射功率方案的基礎(chǔ)上提出最小功率成本的中繼選擇方案，平衡站點間的功率消耗。隨后對各個算法進行仿真分析，結(jié)果表明兩種改進方案在功率資源緊張時均能夠起到良好的節(jié)能作用，其中最小功率成本方案節(jié)

4、能性能略差于全局最小化方案，但是復(fù)雜度遠(yuǎn)低于全局最小化方案。
　　現(xiàn)有的中繼選擇方案均將一個時隙平均分配給兩跳鏈路，而理論分析說明非對稱時間分配能夠使節(jié)點的傳輸更具靈活性，由此帶來更高的系統(tǒng)性能提升。論文基于自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)，還提出了一種自適應(yīng)中繼域和接入域的中繼選擇方案?？紤]中繼已服務(wù)用戶的性能以及新用戶的服務(wù)質(zhì)量(QoS)需求，在用戶接入時自適應(yīng)調(diào)整兩跳鏈路的傳輸時間以及調(diào)制編碼級別，使新用戶接入后系統(tǒng)能耗最小。論