系統(tǒng)干擾分析 - 基于方向性天線的中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源復用方案

　　2.1 路由選擇

　　為比較系統(tǒng)在不同路由選擇下的性能指標，系統(tǒng)采用信噪比準則和距離準：

　　(1)信噪比準則

　　信噪比準則是系統(tǒng)計算出離移動臺最近的兩個中繼節(jié)點以及基站所收到的接收信號的信噪比(SIR)，然后將3個信噪比進行比較，移動臺選擇三者中信噪比最大者進行通信。

　　(2)距離準則

　　距離準則是指系統(tǒng)測量出移動臺到基站以及小區(qū)中6個中繼節(jié)點的距離，如果移動臺到基站的距離最小，則移動臺以“單跳”方式直接與基站進行通信，否則移動臺通過離它最近的中繼節(jié)點以“兩跳”方式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給基站進行通信。

　　2.2 系統(tǒng)干擾分析

　　2.2.1 鏈路BS-MS干擾

　　根據(jù)小區(qū)的扇區(qū)劃分以及頻譜資源的分配方案，鏈路BS-MS干擾產(chǎn)生的原因主要有兩個方面：其他小區(qū)中同一扇區(qū)的與MS進行通信的BS;其他小區(qū)中相鄰扇區(qū)與RS進行通信的BS。經(jīng)過分析不難得到鏈路BS-MS的信噪比為：

?

　　式中：PBS為基站的發(fā)射功率;L為移動臺到所接收基站的路徑損耗;LK為移動臺到各個干擾源基站的路徑損耗。

　　2.2.2 鏈路BS-RS干擾

　　由于鏈路BS-RS與鏈路BS-RS復用了相同的資源，其干擾情況也相似。鏈路的干擾源主要來自于兩個方面：其他小區(qū)中同一扇區(qū)與RS進行通信的BS;其他小區(qū)中相鄰扇區(qū)與RS進行通信的BS?？傻玫芥溌稡S-MS的信噪比為：

?

　　式中：PBS為基站的發(fā)射功率;L為RS到所接收MS的路徑損耗;LK為RS到各個干擾源BS的路徑損耗。

　　2.2.3 鏈路BS-RS干擾

　　為了提高資源的利用率，同一扇區(qū)的兩個中介節(jié)點采用柔性資源分配方式，因此RS-MS得干擾源處于不定狀態(tài)，當所有相鄰小區(qū)中的RS1使用的資源與中心小區(qū)內(nèi)的RS2使用的資源相同時，鏈路BS-RS干擾的干擾最大。得到此時的信噪比為：

?

　　式中：PRS為中繼節(jié)點RS的發(fā)射功率;L為MS到所接收RS的路徑損耗;LK為MS到各個干擾源RS的路徑損耗。

　　3 系統(tǒng)性能仿真

　　3.1 仿真條件

　　依上述方案和算法，就移動臺均勻分布的典型小區(qū)進行了仿真試驗，仿真條件為：

　　鏈路BS-RS路徑損耗模型采用WINNER B5a視距傳輸模型，陰影衰落為標準差為3.4 dB的對數(shù)高斯分布隨機變量，表達式為：

?

　　其他鏈路的路徑損耗模型采用WINNER C1非視距傳輸模型，陰影衰落為標準差為8.0 dB的對數(shù)高斯分布隨機變量，表達式為：

?

　　系統(tǒng)的其他參數(shù)為：小區(qū)半徑R=500m;基站發(fā)射功率PBS=10W;中繼發(fā)射功率PRS=1W;幀長T=10ms;系統(tǒng)帶寬B=25.6MHz，載頻f=5GHz。

　　3.2 系統(tǒng)性能仿真和分析

　　圖3為移動臺SIR的累積分布曲線(CDF)圖，仿真中選取RRP資源分配方案作為參考比較方案。在計算鏈路RS-MS的鏈路SIR時，取干擾最大的情況。從圖3可以看出，由于SIR準則綜合考慮了基站、中繼節(jié)點的發(fā)射功率，通信距離和路徑損耗等因素，因此，采用該準則所得到的系統(tǒng)性能要優(yōu)于通信距離準則的方案。

?

　　由于方案中BS-MS鏈路和BS-RS鏈路中基站采用了方向性天線，它們受到的干擾要小于RRP方案，因此，本文提出的基于方向性天線的資源分配方案中得以動態(tài)的SIR整體上要優(yōu)于RRP方案。

　　4 結(jié)語

　　本文介紹一種基于方向性天線的移動通信網(wǎng)絡(luò)的資源復用方案，通過在基站和移動臺之間引入中繼節(jié)點，縮短了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的通信距離，減小了系統(tǒng)的陰影效應(yīng)，提高了鏈路的通信質(zhì)量?；臼褂枚ㄏ蛱炀€，合理的分配頻譜資源，提高了頻譜復用度，減小了系統(tǒng)干擾，提高了系統(tǒng)容量，通過理論分析和計算機對系統(tǒng)性能的仿真，驗證了該方案的可行性和有效性。