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在传统的蜂窝小区中引入中继技术，可以增加基站的覆盖面积、改善小区边缘用户的通信性能，同时可以增加系统的最大负载用户数。在小区中，中继站的位置以及数目对系统各方面的性能有着重要的影响。本文基于系统的单用户下行遍历容量、单用户下行遍历中断概率、下行最大负载用户数等性能指标，对小区中继站位置以及数目的选择进行联合优化。
本文的主要工作如下：
1．分别在S/D/AF和S/D/DF中继使用模式下，基于单用户下行遍历容量性能指标进行中继站位置与数目的联合优化。论文假设小区是圆形的、基站位于小区的中心，各中继站均匀地分布在一个以基站为圆心的圆周上；信道建模时考虑路径损耗以及瑞利衰落。在S/D/AF中继使用模式下，系统根据距离选择一个信号转发中继、中继按照AF方式转发信号；在S/D/DF中继使用模式下，用户根据距离选择一个信号转发中继、中继按照DF方式转发信号。论文分别在S/D/AF中继使用模式和S/D/DF中继使用模式下，对优化问题进行数学建模，得到单用户下行遍历容量的理论表达式以及优化问题的目标公式，并对单用户下行遍历容量理论式与中继站位置以及数目的关系进行分析，通过单用户下行遍历容量的数值积分以及Monte-Carlo仿真的验证，得到最优的中继站位置以及数目。论文最后比较了两种模式对最优中继站位置以及数目的影响。
2．分别在S/D/AF、D/S/AF、Proactive DF以及Reactive DF中继使用模式下，基于单用户下行遍历中断概率性能指标进行中继站位置与数目的联合优化。中继站分布方案以及信道模型同上。在D/S/AF中继使用模式下，系统根据用户所接收的各中继信号的SNR，选择一个信号转发中继，中继按照AF方式转发信号；在Proactive DF以及Reactive DF中继使用模式下，系统分别遵循一定的准则、根据用户接收到的各中继信号的SNR，选择一个信号转发中继，中继按照DF方式转发信号。论文分别在各模式下，对优化问题进行数学建模，得到单用户下行遍历中断概率的理论表达式以及优化问题的目标公式，并对单用户下行遍历中断概率理论式与中继站位置以及数目的关系进行分析，通过单用户下行遍历中断概率的数值积分以及Monte-Carlo仿真的验证，得到最优的中继站位置以及数目。论文最后比较了四种模式对最优中继站位置以及数目的影响。
3．在S/D/DF中继使用模式下，基于下行最大负载用户数性能指标进行中继站位置与数目的联合优化。中继站分布方案同上，信道建模时只考虑路径损耗。论文根据中继站的位置将小区划分为“基站区域”与非“基站区域”，非“基站区域”的用户不直接与基站通信。在已分析“基站区域”用户以及非“基站区域”用户SINR的基础上，论文根据用户分别位于“基站区域”与非“基站区域”的情况，对优化问题进行数学建模，得到小区下行最大负载用户数的理论表达式、优化问题的目标函数，并对下行最大负载用户数理论式与中继站位置以及数目的关系进行分析，通过数值积分，得到基于下行最大负载用户数的最优中继站位置以及数目。