蜂窝网通信平台建模说明

一、设计要求

蜂窝网中有两种节点，基站和中继。节点可以根据不同时间和空间的流量变化开关，从而达到节省耗能的目的。提出这种在中继存在的蜂窝网中根据流量变化来开关节点，并用MATLAB仿真，仿真包括

  1. 基本蜂窝网通信平台；

  2. 加中继的蜂窝网通信仿真，中继的算法用最简单的即可；

  3. 对提出算法的仿真；

并要有他们之间的对比，证明所提出的算法减少耗能.

 

    要求细化：

1、三种情况蜂窝网络通信情况模拟：

·普通蜂窝网，无中继；

·有中继的蜂窝网，中继选择用经典算法，看出来比没有中继的蜂窝网功耗少就行；

·所提节点休眠算法（包括 中继+基站 的休眠）在有中继的蜂窝网络运行；

 

2、三种情况的比较：

·功耗，要证明所提算法功耗最少，普通无中继的蜂窝网功耗最大；

·用户吞吐量；

·能效=用户吞吐量/功耗；

比较结果要证明所提节点休眠算法最优，每个性能的比较要三种情况的曲线出在一张图里面，按照所比较的性能来分几张图。

 

3、关于算法：

用到最优化这种方法，老师说要根据全网列一个公式，然后用最优化的方法，这里我就不怎么懂了

 

4、老师给的平台出了这样的图，我希望到时候每种情况的仿真也各自出这种图哦。

1. 所有参数在我传的仿真平台里面，老师说仿真19小区的网络
2. 给我基本平台的时候告诉我一下系统建模哦~~就是，信道模型是什么，流量模型是什么。

    

以上你的课题的基本要求，根据事先确定，这次先给你蜂窝网的通信平台，这里先给你普通的蜂窝网通信平台。

整个课题，我们按如下的步骤进行：

 

    这里，前期，我们先提供了第一步骤的相关代码，后期的工作均在第一部分中展开进行。

二、设计理论要点

·理论概要

在中继网络中，通过合理的中继选择策略，提高系统容量，并有效的降低系统的功耗。事实上，中继蜂窝小区中的每个移动台的吞吐量不仅取决于当前物理层的信道状况，还取决于当前小区中的基站和中继节点所服务的用户数以及MAC层的调度算法。如果当前中继服务的用户数过多，即使选择了最优的中继节点，仍然不能保证获得最大的用户吞吐量，这是因为无法保证中继节点有足够的资源，使得用户能够通过中继节点而获得协作传输增益。

假设系统中有N个小区，每个小区中布设6个位置固定的中继节点(RN)。整个系统中均匀分布着K个移动台(MS)，对于任意一个移动台k，仅能选择一个基站i作为其服务基站(BS)。小区内部采用OFDM物理层接入技术，每个MS根据当前信道状况决定直接接入BS或者通过RN接入BS。为了减小用户之间的干扰，每个MS使用1个正交的子信道接入。

·参数列表

dSimulationTime	2	仿真TTI数200
nNumOfRuns	1	撒点次数5
dKmCiteToCiteDistance	0.5	基站间距离 km
dCellRadius	dKmCiteToCiteDistance/sqrt(3)	小区半径
dKmMinDistance	0.035	用户和基站间的最小距离
nNumofCell	19	系统中的小区数19
nNumofSector	nNumofCell*3	系统中的扇区数
nNumofUserPerSector	5	每个扇区中的用户数10
nTotalNumofUser	nNumofSector* nNumofUserPerSector	系统内总用户数
dwBsTransmitPower	40	基站总发送功率
dwRNTransmitPower	2	中继总发送功率
dwMsTransmitPower	0.25	移动台发送功率
ddBBSNoisefigure	5	基站热噪声指数 dB
ddBUENoisefigure	7	移动台热噪声指数
ddBRNNoisefigure	6	中继热噪声指数
ddBmThermalNoise	-174	热噪声指数 dBm/Hz
dHzSubcarrierBandWidth	15000	子载波带宽
dMHzCarrierFrequency	2000	载波频率 MHz
dUserVelocity	0	用户移动速度 km/h
ddBShadowFadingStdBS2UE	8	阴影衰落标准差BS2UE
ddBShadowFadingStdBS2RN	3.4	阴影衰落标准差BS2RN
ddBShadowFadingStdRN2UE	10;	阴影衰落标准差RN2UE
dShadowFadowCorrelation	0.5	阴影衰落相关系数
ddBBSTransmitAntennaGain	14	BS发送天线增益
ddBRNCoverageAntennaGain	5	RN覆盖天线增益
ddBRNDonorAntennaGain	23	RN施主天线增益
ddBUEReceiveAntennaGain	0	UE接收天线增益
ddBPenetrationLoss2UE	20	到UE的穿透损耗
ddBPenetrationLoss2RN	0	到RN的穿透损耗
dwPerSubcarrierWhiteNoise	10^((ddBmThermalNoise-30)/10)* dHzSubcarrierBandWidth	每个子载波上的白噪声
dBER_Target	10^(-1)	目标误比特率
dSNR_gap	-log(5*dBER_Target)/1.5	Tao
dLenthofSubframe	0.001	子帧时长
nNumofSubcarrier	600	系统可用子载波数600
nNumofRB	60	系统可用资源块数24
granularity	10	subcarrier sampling  granularity
nSCRNumPerRBinDefination	nNumofSubcarrier/nNumofRB	实际每个资源块上的 子载波数
nNumofSubcarrierPerRB	nNumofSubcarrier/nNumofRB /granularity	粒度简化后每个资源块上 的子载波数
nFFTSize	1024	FFT大小
pdusize	nSCRNumPerRBinDefination*14 *(dLenthofSubframe/2)/0.001	每个RB的子载波数*一个 时隙的符号数，规定1ms 为14个符号
nNumofRelayPerCell	6	每个小区的Relay数
nNumofRelayPerSector	2	每个扇区的Relay数
nTotalNumofRelay	nNumofSector* nNumofRelayPerSector	系统内总中继数
nFRF	3	每小区内中继间频率 复用因子
nTxAntenna	1
nRxAntenna	1
MaxBSBufferSizeInPacket	200	BS中每个用户的数据包 的最大数量
nTrafficClass	4	不同速率需求的业务 的种类
dRateRequired1	2*10^6	业务1的速率需求bps
dRateRequiredofUser	dRateRequired1.* ones(1,nTotalNumofUser)	各用户的速率需求
nSchedulerFlag	1	RR调度

▲以上参数来自于你提供的代码，用于我们的平台建设和系统仿真

·信道模型：

这里，需要考虑的信道模型分为三个部分：

实际中，信号在传输过程中，主要受到的干扰有多径干扰，噪声干扰，阴影衰弱等因素的干扰，路径损耗可用如下的式子表示：

三、设计仿真与分析

这里，仿真分为二个部分：小区，中继，基站以及UE的布局仿真，信道仿真

（注意，此两部分可以参考你老师提供的平台，老师的平台的参考价值仅到此为止，后期的均需要重新设计，这里暂时调用了已知的函数，后期根据我们这个课题，对该平台的已有参数做出调整）

小区基本平台如下所示：

信道衰弱仿真：