單小區(qū)內(nèi)多中繼服務多用戶的傳輸技術研究.pdf

1、人們對隨時隨地進行自由通信的渴望促進了無線通信技術的迅速發(fā)展，更廣范圍的信號覆蓋和更高速度的傳輸速率是下一代無線通信系統(tǒng)的典型特征。近些年來，為解決小區(qū)邊緣的覆蓋問題，無線中繼技術在蜂窩系統(tǒng)中的應用受到了越來越多的關注。無線中繼可以在不顯著改變骨干網(wǎng)結構的前提下改善小區(qū)邊緣的信號質量，提高小區(qū)吞吐量。無線中繼同時具有成本較低，站址選擇方便等優(yōu)點。多天線技術是增加信道容量和提高系統(tǒng)可靠性的有效技術，被認為是下一代移動通信系統(tǒng)最具有潛力的手

2、段之一，將多天線技術和中繼技術有效結合可以進一步提高無線系統(tǒng)的性能。在單個小區(qū)內(nèi)布置多個中繼可以進一步增強小區(qū)邊緣的信號覆蓋并進一步提高頻譜效率，如何在基站、中繼配置多天線的情況下，合理利用多個中繼獲得更好的傳輸性能，是一個非常有研究價值的課題。本文首先考慮基站在兩中繼輔助下向兩個用戶發(fā)送下行數(shù)據(jù)的場景，中繼使用解碼轉發(fā)方法。第一跳基站到中繼的傳輸采用多用戶空分復用的傳輸方法，第二跳兩中繼在相同的時頻資源上將數(shù)據(jù)轉發(fā)給兩用戶。
　

3、　 本文首先研究了兩跳傳輸?shù)臅r間分配，提出了兩中繼兩跳傳輸最優(yōu)的時間分配策略。另外基站端也可以通過功率分配改善系統(tǒng)性能，而功率分配最優(yōu)化問題難以求解，本文從匹配中繼傳輸兩跳容量的思路出發(fā)給出了一種次優(yōu)的功率分配方案，并對其進行了合理的簡化。仿真結果顯示，時間分配和功率分配優(yōu)化方案可以使兩中繼兩用戶傳輸獲得有效的性能提升。本文進一步考慮了單小區(qū)內(nèi)存在更多中繼和用戶數(shù)目的情況。當用戶數(shù)目多于中繼數(shù)目時，可以通過用戶選擇獲得多用戶分集增益。

4、首先在兩中繼多用戶的情況下，對用戶選擇方案進行設計。用戶選擇方案的設計聯(lián)合考慮了信道增益、避免用戶間干擾和匹配中繼傳輸?shù)膬商萘康纫蛩?。另外，在相同的時頻資源上同時激活多個中繼會產(chǎn)生比較嚴重的干擾，因此本文進一步考慮使用多中繼選擇減少同時工作的中繼數(shù)目，從而減輕節(jié)點間干擾，更好的獲得多個中繼同時傳輸?shù)目臻g多路增益；同時也使得時間分配和功率分配優(yōu)化方案、用戶選擇方案可以應用于多中繼多用戶場景。仿真結果表明，使用中繼選擇和用戶選擇的傳輸方案