2.1 路由選擇

　　為比較系統在不同路由選擇下的性能指標，系統采用信噪比準則和距離準：

　　(1)信噪比準則

　　信噪比準則是系統計算出離移動臺最近的兩個中繼節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

　　距離準則是指系統測量出移動臺到基站以及小區中6個中繼節點的距離，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點以“兩跳”方式將數據轉發給基站進行通信。

　　2.2 系統干擾分析

　　2.2.1 鏈路BS-MS干擾

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

?

　　式中：PBS為基站的發射功率;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：其他小區中同一扇區與RS進行通信的BS;其他小區中相鄰扇區與RS進行通信的BS。可得到鏈路BS-MS的信噪比為：

?

　　式中：PBS為基站的發射功率;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，同一扇區的兩個中介節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，當所有相鄰小區中的RS1使用的資源與中心小區內的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為中繼節點RS的發射功率;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的對數高斯分布隨機變量，表達式為：

?

　　系統的其他參數為：小區半徑R=500m;基站發射功率PBS=10W;中繼發射功率PRS=1W;幀長T=10ms;系統帶寬B=25.6MHz，載頻f=5GHz。

　　3.2 系統性能仿真和分析

　　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、中繼節點的發射功率，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性能要優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的SIR整體上要優于RRP方案。

　　4 結語

　　本文介紹一種基于方向性天線的移動通信網絡的資源復用方案，通過在基站和移動臺之間引入中繼節點，縮短了網絡節點之間的通信距離，減小了系統的陰影效應，提高了鏈路的通信質量。基站使用定向天線，合理的分配頻譜資源，提高了頻譜復用度，減小了系統干擾，提高了系統容量，通過理論分析和計算機對系統性能的仿真，驗證了該方案的可行性和有效性。