1 引言 LTE-Advanced 从已具有明显4G 技术特征的LTE

　　1 引言

　　LTE-Advanced 从已具有明显4G 技术特征的LTE 技术上平滑演进过来，其对系统容量和小区边缘吞吐量提出了更高的要求。然而，可供获得此容量的大带宽频谱可能只能在较高频段取得，而在这样高的频段的路损以及穿透损耗可能都较大，很难实现好的覆盖。无线中继技术则能借助中继站（RS）的转发来改善信号传输质量，将覆盖拓展到常规小区以外的区域及其它覆盖盲区，并有效提高用户吞吐量，特别是小区边缘用户的吞吐量。针对这种情况，LTE-Advanced 中引入中继（Relay）技术。Relay 在提高系统容量、改善覆盖、补盲和降低成本方面有显著地作用。
　　在传统的蜂窝网络中， 基站与移动台之间的无线连接是直接的无线连接， 也就是采用“单跳”的概念。中继（ Relay） 技术则是在基站与移动台之间增加了一个或多个“ 中继器”，负责将无线信号做一次或者多次转发。以简单的两跳中继系统为例，就是将一条基站-移动台链路分割为基站-中继站和中继站-移动台两条链路，从而有机会将一条质量较差的链路替换为两条质量较好的链路，以获得更高的链路容量和更好的覆盖。
　　目前，LTE-A 系统中定义了两种Relay：Type I Relay和Type II Relay。Type I relay 有自己独立的小区ID，独立控制一个小区，从具体定义来看，type I relay 可以看成层3 relay。
　　Type I Relay 由于独立调度、对终端透明等特性，成为Relay 技术中的主流。
　　本文主要研究了Type I Relay 在不同的场景下，根据不同的优化目标，在接入链路，可以采取不同的频谱分配方案， 从而达到改善系统的覆盖或提高系统的频谱利用效率的目的。
　　本文结构如下：第2 章主要介绍了Relay 的系统中的不同频谱资源分配方式，第3 章介绍了仿真模型和条件，第4 章给出了3GPP case1 和case 3 场景下的仿真结果和分析。第5章对全文做总结。

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　　2 资源分配方式

　　由于中继节点采用无线方式转发信号， 所以中继节点和基站之间就存在着频率资源共用的问题。因此， 需要在基站和中继节点之间进行频谱资源分配和干扰协调。
　　引入 relay 后，空口链路上，分为两部分：Access 链路和Backhaul 链路。Backhaul 链路是指eNB 和relay 之间的链路，access 链路是指relay 或者eNB 和终端之间的链路。在Accesslink 上，为了提升系统效率，归属Relay 的用户和eNB 的用户同时发送/接收数据，这样，资源分配时必然需要考虑Relay 用户和eNB 用户之间采用合理的资源分配和调度方法，达到提高容量或者边缘覆盖的目的。硕士

　　3 仿真模型及条件

　　本文主要对 1 N = 2 N = N 和1 N + 2 N = N 两种极端情况进行了仿真。1 N = 2 N = N 是指eNB 用户和Relay 用户使用的资源完全重叠，本文称为同频。这种情形下，干扰最为严重，但系统可用资源最多，系统容量可能较大。1 N + 2 N = N 的配置是指eNB 用户和Relay 用户使用不同的频率资源，即异频，此时干扰较低，因此边缘用户速率较好。
　　本文的仿真采用的网络拓扑模型为：19 小区网络结构，每小区3 个扇区，每扇区的RN数目为1 个。
　　考虑使用三扇区三叶草的宏小区模型，宏小区的扇区形状采用的是六边形的形状，即通常所说的蜂窝，站址的位置在没三个六边形的交界处。为了保证有足够的干扰，使用了57个扇区的模型，在计算路损时使用了Wraparound method.
　　1 RN/cell 下，网络拓扑结构见图5 所示，relay 位于各六边形中心沿半径向外延伸的位置，扇区天线对准方向同基站扇区对准方向。RN 放在了距离基站的距离为2/3ISD 处（ISD为站址间距）。

　　4 仿真结果和分析

　　本文仿真结果是考虑了Backhaul 链路开销后的结果，由于Relay 天线架得比较高，其LOS 的概率也比较大，一般认为Backhaul 链路质量比较好，故在计算Backhaul 链路开销时，本文按照Backhaul 链路的频谱效率为5 Kbps/Hz 计算。