基于缓存队列的两跳中继蜂窝系统性能分析

摘要

当今，移动通信技术的发展非常迅速，新技术层出不穷。多跳中继网络的技术也渐渐成为研究的热门领域。为此，IEEE802.16委员会还特地组建了中继工作部门，负责中继技术标准的拟定工作。对比多种蜂窝网络组建策略，利用中继技术组建起来的网络更为低廉、便捷和先进。在传统的蜂窝系统中融入中继技术，改变了原来基站和移动终端之间的传输模式，把原来单条传输线路改变成了多条，这样可以减小发送者和接收者之间的传输距离，提升数据的传送速度，拓展小区的覆盖范围，增大系统的容量，因而能使网络满足更多消费者对高比特率数据的需要。
　　本文首先介绍WCDMA蜂窝系统结构的一些知识，根据距离基站的远近，基站的覆盖范围即小区可以分为高速率和低速率区。因为低速率地区距离小区的中心即基站所在位置比较远，传输损耗比较大，而且发生多径效应，所以来自低速率地区的呼叫请求采用低比特率信道进行数据的传输。为了提高系统平均传输速率，在高低速率区的分界处放置一些中继站，低速率区的呼叫请求可以通过中继方式进行高速率数据传输。但是引入中继以后，系统的信道将很快被分配完，新的呼叫请求会被立即拒绝，所以本文又提出了一种带缓存队列的两跳中继WCDMA蜂窝系统。这样，当基站没有可用信道时，新的呼叫请求可以保存到缓存队列中，系统的呼叫阻塞率会被大大的降低，但是缓存队列的长度会直接影响系统的呼叫等待时间，所以对系统呼叫延时的研究也是本文的工作重点。
　　首先对不带缓存队列和带缓存队列的两种类型的蜂窝中继系统建立马尔可夫链状态解析模型，然后分析解析模型获得系统的状态方程，通过数值计算的方法对系统平均传输速率、呼叫延时和呼叫阻塞率作性能评估。结果表明，带缓存队列的系统相比带不缓存队列的系统，平均传输速率小，呼叫延时长，但是呼叫阻塞率低。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3研究内容与结构

第二章 蜂窝中继系统相关技术和研究

2.1 WCDMA蜂窝系统

2.2蜂窝中继系统结构

2.3蜂窝中继系统的应用场景

2.4 OVSF码技术

2.5排队系统

2.6本章小结

第三章 两跳中继蜂窝系统的解析模型

3.1模型参数假设

3.2两跳中继蜂窝系统模型分析

3.3基于带缓存队列系统模型分析

3.4本章小结

第四章 性能分析和比较

4.1系统平均下行传输速率

4.2系统呼叫延时性能分析

4.3系统呼叫阻塞率

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1主要工作总结

5.2进一步研究方向

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢