[发明专利]一种节能的带状覆盖中继站部署方法

说明书

本发明公开了一种节能的带状覆盖中继站部署方法，该方法首先分析带状封闭区域长度和宽度，考虑采用分而盖之的部署方法对带状区域进行完全覆盖，进而建立中继站间的干扰权值矩阵，构建能保证中继站间干扰权值矩阵为零矩阵以及保证频谱效率的同时最大化能量效率的基本模型，据此采用穷举搜索方法寻找最优中继站间距离，最终确定中继站的位置和数量。本发明能应用于蜂窝中继网络，可以在薄弱带状区域直接部署中继站，降低通信系统的总能耗，同时保证系统频谱效率和用户服务质量。本发明还可以扩展到蜂窝网其它薄弱区域的部署，比如机场跑道、高铁等。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种节能的带状覆盖中继站部署方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展以及移动用户数量的迅猛增长，人们对于无线网络信号覆盖要求也在不断上升，人们期待无论何时、无论何地都能与任何人及时交换信息。在LTE-A系统中，中继技术被认为是一项关键性的技术，可以提高群移动性、提升小区边缘吞吐量、扩大小区覆盖面积以及应用于临时网络部署等。目前3GPP己完成了对无线中继的前期标准化工作，Type I中继作为基本的中继类型将部署于LTE-A系统中。

信号是随着距离的增大而衰减的，基站的覆盖范围也是有限的，当用户距离基站比较远时，即当用户处于小区边缘地带时，用户将得不到很好的服务。此外，建筑物对无线信号有很强的屏蔽作用，使得移动终端无法正常接入网络，形成了移动通信的盲区。特别是在高速移动的列车上，由于多普勒效应的影响，导致用户的掉话率增大。无线网络覆盖问题是一个值得研究的问题，因此，需要对这些薄弱区域部署一些中继站设备来提高用户的性能。

现有的中继站部署大多考虑环形覆盖对称部署，即中继站部署在基站周围，但这种部署方式存在对特定的薄弱区域无法进行较好覆盖、部署不灵活、扩展性差、能耗大和无法达到频谱效率和能量效率目标等缺点，也就是说现有的中继站部署方案无法满足网络的需求。因此有必要重新考虑中继站的部署方式。在蜂窝网络中继站部署研究中，许多学者还忽视了大范围区域与长带区域在拓扑上的不同，针对长带区域覆盖问题还很少人研究。

发明内容

针对上述部署方法的不足，本发明的目的是提供了一种节能的带状覆盖中继站部署方法，该方法能实现带状覆盖的中继站确定性部署，能够对薄弱区域进行较好覆盖，部署灵活，扩展性好，在保证覆盖以及干扰抑制的条件下，达到频谱效率和能量效率的动态平衡。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种节能的带状覆盖中继站部署方法，根据带状封闭区域长度D和宽度H，考虑部署中继站对带状区域进行完全覆盖，包括如下步骤：

首先对带状区域的宽度H进行分析，若是0＜H≤2r，则只需要部署一个(d,r)-圆盘串即可对带状区域进行覆盖，其中d是两个相邻的中继站覆盖圆盘的圆心距离，r是中继站的覆盖半径；若是H＞2r，则采用分而盖之的中继站部署方法对长带状区域提供覆盖；

所述方法还包括：采用穷举搜索方法调整中继站间的距离d，在保证中继站间干扰权值矩阵W为零矩阵的条件下，判断蜂窝中继网络是否达到频谱效率和能量效率平衡，从而找到中继站的最优间距d^*。

所述干扰权值矩阵为其中i和i^*表示任意两个中继站，和表示任意中继站i与中继站i^*间是否存在干扰的判断值，若存在干扰，则若不存在干扰或者干扰可容忍，则

所述判断蜂窝中继网络是否达到频谱效率和能量效率平衡，依据以下原则：

max η_EE