[发明专利]一种LTE-A系统中针对Relay技术的性能评估系统

说明书

技术领域：

本发明属于通信技术领域，涉及一种通信系统的系统性能评估系统，尤其是一种LTE-A系统中针对中继(Relay)蜂窝网络的系统性能评估系统。

背景技术：

无线Relay技术作为一种低功耗、低成本的网络节点，是3GPP组织为了满足IMT-Advanced对于通信系统峰值速率、频谱效率和系统容量方面更高的要求，所研究的一个重要的候选方案。中继技术的引入，有效地填补覆盖不足造成的覆盖空洞和阴影死角，尤其对于路损和穿透损耗都较大的高频段，能够更好的扩大小区覆盖。而且，通过对中继站的频率复用，可以获得小区分裂增益，从而实现更好的频谱利用率和更大的系统容量。放置在小区边缘的中继站可以有效的提升小区边缘用户的频谱效率，提高服务质量。同时，中继节点(RN)不需要有线链接到骨干网，可以有效地减小网络部署成本，也增加了RN位置选择的灵活性。

在中继技术中，涉及到多个基站、多中继站和多个用户，需要对整个系统的性能进行仿真评估，尤其要对中继系统中特有的中继基站布局、增加中继节点后的服务小区选择方式和资源管理方式等技术进行全面、精确的评估，所以需要建立一套完整的中继技术系统级仿真模型对中继网络的小区平均频谱效率和小区边缘用户频谱效率等参数进行仿真评估。本专利就是针对中继网络提出的系统级仿真方法。

目前，针对LTE系统的系统级仿真方法研究较多，而对于中继的系统级仿真也主要针对单个技术的仿真。相比于LTE系统，中继系统的仿真具有很多的区别。首先，中继网络是在原有的LTE系统中增加了新的无线节点后的异构网络，这就带来了服务小区选择方式的不同。在中继系统中，用户不仅要根据单跳链路质量，还需要根据地理位置和多跳链路质量进行接入基站或者接入到中继节点的选择。其次，在中继系统中，为了避免中继节点同时进行收发操作时，接收侧受到中继本身发射侧信号泄露的影响，3GPP TR36.814提出使用半双工的方式，即将无线帧在时域上分为回程子帧和接入子帧，其中回程子帧用于基站到中继节点的服务，接入子帧用于基站和中继节点对各自服务用户的服务，而无线资源分配方式也变得更为复杂。在对LTE系统的仿真过程中，整个无线帧都用与基站对用户的服务，而对中继系统的仿真就需要对无线帧进行划分，大大增加了仿真的难度。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种针对中继技术的系统级仿真方法，该方法通过对中继技术进行分析和抽象，使用模块化的仿真方法，得到中继系统的仿真模型。该模型能够对不同中继节点放置位置和数量的系统性能进行仿真，同时，通过对相关模块的拓展，该仿真模型能够对不同服务小区选择方式以及无线资源分配方式等技术进行仿真评估。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种LTE-A系统中针对Relay技术的性能评估系统，包括以下模块：

无线场景生成模块、服务节点选择模块、快衰落信道生成模块、无线子帧判决模块、反馈信息计算模块、中继系统资源分配模块、功率控制模块、吞吐量统计模块、子帧循环模块和性能指标计算模块；

1)无线场景生成模块，进行中继系统的无线服务基站、中继以及用户的布局，根据中继数量和位置的设置放置中继节点，并生成中继系统中直连链路、回程链路以及接入链路三条链路的大尺度参数；

2)服务节点选择模块，对每个用户根据1)中生成的三条链路的大尺度参数进行服务基站或中继的选择；

3)快衰落信道生成模块，根据ITU M.2135提出的快衰落信道模型，产生信道的小尺度参数，整合信道大尺度和小尺度参数，生成信道系数矩阵；

4)无线子帧判决模块，根据当前无线子帧序号以及子帧分配比例，判断当前子帧为回程子帧还是接入子帧，经过判决后，进入相应子帧的传输流程；

5)反馈信息计算模块，进行反馈信息计算，进行CQI，PMI和RI的反馈；

6)中继系统资源分配模块，利用反馈信息，在回程子帧和接入子帧，分别对基站所服务的用户、中继所服务的用户以及基站所服务的中继节点进行资源分配；

7)功率控制模块，进行功率控制，参考LTE系统，基站和中继节点在每个子载波上使用相同的发射功率；

8)吞吐量统计模块，计算用户和中继节点接收数据时使用资源块的SINR，通过有效SINR的映射方式计算相应资源块的误块率，统计该子帧用户或者中继节点接收的数据量；