中继增强的LTE-A网络中的频谱复用方案研究.docx

中继增强的LTE-A网络中的频谱复用方案研究.docx中继增强的LTE-A网络中的频谱复用方案研究摘要:本文提岀两种基于中继增强的LTE-A网络中频谱复用的资源管理方案,并在此基础上针对干扰分布、带宽分配和吞吐量进行了分析。同时利用计算机仿真对不同方案下系统性能,例如:SNR分布、带宽利用率、小区吞吐量和用户资源分配公平性等进行比较。仿真结果显示,相比于传统的基于中继的资源管理算法,所提方案能显著提高小区的吞吐量,带宽利用率得到明显提高。关键词:中继;LTE-A;频谱复用;无线资源管理中图分类号:-worksChuFufeng,LiuTao(ThedepartmentofElectronicEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,ShangHai200240)Abstract:Thispaperproposedtwofrequencyreuse-basedresourcemanagementschemesinrelay-enhancedLTE-,interferencedistributionandbandwidthallocationaswellasthroughputofthesystemareanalyzed・parethesystemperformanceundertheseschemes,including:distributionofSNR,bandwidthutilizationratio,cellularthroughtandfairnessofresourceallocationtotheusers,・Keywords:relay;LTE-Adavanced;frequencyreuse;wirelessresourcemanagemento引言中继技术作为4GLTE-Advanced系统关键候选技术,能有效提高系统的覆盖范鬧和吞吐量,,中继技术的引入很好地满足了LTE-A高峰值速率、高工作频段的要求。而且,中继的成本低,易于架设,可用于小区内的大规模布置|311引。然而,中继的引入也引入新的问题,因此研究如何对小区的频谱资源进行重新分配,对于减少中继带来的干扰,以及更好地利用中继优势提高小区的吞吐量和用户端的信号质量冇着重要的意义⑸。木篇论文研究了基于中继增强的LTE-Advaced网络无线资源管理问题,基于传统的频率复用方案,提出两种改进的基于扇区天线的频率复川资源管理方案,并对比研究三种资源方案在SNR分布、小区吞吐量、用户带宽分配公平性和频率利用率上的优劣。本文首先讨论小区的系统模型,接着在传统的资源复用方案基础上提出两种频谱复用方案,并针对干扰和带宽分配问题进行分析。最后通过仿真对不同方案的性能进行对比,得出结论。1系统模型系统采用基于中继增强的正交频分多址方案,山19个三叶草形小区构成。如图1所示,在三叶草小区中,BS(基站)位于小区中心。小区被分成三个六边形的区域SEC--2、SEC・3。每个区域有两个使用全向天线的RN(中继),位于区域六边形中心与顶点的连线上,RN与对应区域中心的距离都相等。RN为Type-I型,采用半双工方式工作。图1小区模型小区系统中包含三种链跖即基站■用户(BS-MS)链路,基站冲继(BS-RN)链路和中继•用户(RN-MS)链路,如图2所示。对于下行链路,信息传送时,每子帧信息平均分为两个时隙SLOT1和SLOT2传送。SLOTI中有BS-MS、BS-RN两条链路,SLOT2有BS-MS、RN-MS两条链路。用户按接入BS方式分为单跳用户和双跳用户,单跳川户直接通过BS-MS链路接入BS,如图2中MS-1,双跳用户通过RN-MS和BS-RN两条链路接入BS,如图2中MS-(记为FFR)传统的频率分配方案⑹模型如图3所示。BS采用全向夭线,使用1/2的频带资源,记为主频带,负责BS-RN和BS-MS链路通信;主频带之外的1/2频带资源被平均分为三段等宽频带A、B、C,山小区内的6个RN复用,其中,小区对角线上的两个RN共用同一段频带。图3FFR频率复用方案在该方案中,单跳用户接收来自BS的信号功率,干扰来自于其他18个使用相同频段的基站信号。而对于两跳用户,接收来自RN发送的信号功率,同时受到其余18个小区中36个使川相同频段的RN和同一小区中另一使用同频段RN的干扰。山于篇幅所限,具体信噪比计算公式省略。(记为FR