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在传统蜂窝网中引入中继节点，可以增加小区的覆盖面积、消除覆盖盲区，改善小区边缘用户的性能，并且增加小区的最大负载用户数，而小区中继节点的数目及其摆放位置的选择对蜂窝中继系统的性能起着关键的作用。本文以圆形蜂窝中继小区为背景，分别以上行遍历容量、上行遍历中断概率和上行最大负载用户数为优化指标，研究了圆形蜂窝小区中继节点数目及其摆放位置的联合优化问题。
论文的主要工作归纳如下：
(1)以蜂窝中继小区的单用户上行遍历容量为性能指标，研究S/S/AF和S/I/DF两种中继使用模式下的中继节点位置和数目的联合优化问题。在仅考虑路径损耗和瑞利分布小尺度衰落的信道模型条件下，假设中继均匀分布在以基站为圆心的同一圆周上。S/S/AF中继使用模式，是指系统根据信道统计特性（或用户位置），决定用户是直接将信号传至基站，还是选择距离最近的中继将信号放大转发至基站的中继使用模式。S/I/DF中继使用模式，是指系统根据信道瞬时特性（或瞬时信噪比），确定用户是将信号直传至基站还是选择距离最近的中继进行译码转发至基站的中继使用模式。论文分别推导了蜂窝中继小区在使用这两种模式时的单用户上行遍历容量，理论分析了单用户遍历容量随中继节点位置和数目变化的关系，并用Monte Carlo仿真验证了理论分析结果的正确性。最后，对系统在使用S/S/AF和S/I/DF这两种中继使用模式下的上行遍历容量进行比较。
(2)以蜂窝中继小区的单用户上行遍历中断概率为性能指标，研究S/S/AF、D/I/AF和D/I/DF三种中继使用模式下中继节点位置和数目的联合优化问题。论文提出了D/I/AF和D/I/DF两种中继使用模式，是指系统根据信道瞬时特性，确定用户是直传至基站，还是从距离较近的两个中继中选择一个转发至基站，转发协议分别为AF和DF的中继使用模式。论文分别对系统在使用这三种模式时，推导了单用户上行中断概率，理论分析了上行遍历中断概率随中继节点位置和数目变化的关系，并用Monte Carlo仿真验证了理论分析结果的正确性，比较三种中继使用模式下的上行遍历中断概率。
(3)以蜂窝中继小区的上行最大负载用户数为性能指标，研究S/S/DF中继使用模式下的中继节点位置和数目的联合优化问题。这里仅考虑路径损耗，并假设采用直传方式通信的用户，其发送信号到达基站时的功率相等，采用转发方式通信的用户，其发送信号到达转发中继时的功率相等。此外中继使用模式采用S/S/DF，也即中继选择方案与S/S/AF相同，中继转发协议为DF。论文推导了系统最大负载用户数的理论表达式，分析了最大负载用户数随中继节点位置和数目变化的关系，用Monte Carlo仿真验证了理论分析结果的正确性。