黃高勇， 方旭明， 陳 煜， 張強(qiáng)鋒

(1. 西南交通大學(xué)信息編碼與傳輸省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都610031;2. 西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)計(jì)算機(jī)與通信工程系，四川 峨眉山614202)

過(guò)去十多年，許多先進(jìn)的技術(shù)，如OFDMA(orthogonal frequency-division multiple)、MIMO(multiple-input multiple-output)、中繼傳輸?shù)缺挥糜谔嵘裏o(wú)線網(wǎng)絡(luò)吞吐量和頻譜效率. 然而，高吞吐量意味著高能耗，從運(yùn)營(yíng)商角度看，高能耗意味著運(yùn)營(yíng)成本的上升;從用戶終端來(lái)看，高能耗意味著能量受限，移動(dòng)終端無(wú)法滿足用戶的使用需求. 可見(jiàn)，在滿足系統(tǒng)資源約束和用戶需求前提下，如何降低網(wǎng)絡(luò)能耗和移動(dòng)終端能耗已成為未來(lái)無(wú)線資源分配技術(shù)研究新的趨勢(shì)［1-2］.

將中繼技術(shù)引入傳統(tǒng)的無(wú)線蜂窩網(wǎng)，可以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提高吞吐量以及達(dá)到節(jié)能目的［1］.然而，當(dāng)中繼傳輸與OFDM/OFDMA 技術(shù)相結(jié)合的時(shí)候，無(wú)線資源分配問(wèn)題和路徑選擇問(wèn)題(接入站點(diǎn)選擇)變得相當(dāng)復(fù)雜.

多跳路徑選擇方案是影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源利用效率的重要因素之一［3］. 對(duì)于典型的兩跳中繼網(wǎng)絡(luò)，與直傳路徑相比，中繼路徑傳輸需要占用兩個(gè)時(shí)隙傳輸，因而中繼鏈路有可能降低系統(tǒng)容量［4］，也必然會(huì)影響到系統(tǒng)能耗. 因此，如何設(shè)計(jì)合理有效的路徑選擇算法仍然是目前許多學(xué)者關(guān)注的一個(gè)研究熱點(diǎn)［5-8］.

目前，路徑選擇問(wèn)題在各種無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛研究，如Ad hoc 網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等［6-8］，通常將路徑選擇問(wèn)題看成路由問(wèn)題，并在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn).在無(wú)線中繼蜂窩網(wǎng)(如802.16j/m 網(wǎng)絡(luò))中需要在MAC (media access control)層中實(shí)現(xiàn)路徑選擇算法，因此，這些原有的路徑選擇算法不能直接被應(yīng)用到無(wú)線中繼蜂窩網(wǎng)［5］.

無(wú)線中繼蜂窩網(wǎng)中典型的路徑選擇方案主要有以下幾種［9-10］:

(1)最小接入距離路徑選擇算法.該算法只依賴于節(jié)點(diǎn)到各個(gè)接入點(diǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單;

(2)最大接入鏈路信道增益路徑選擇算法.該算法以節(jié)點(diǎn)到接入點(diǎn)的信道增益作為判決準(zhǔn)則，考慮了路徑損耗和陰影衰落的影響;

(3)大尺度衰落最大-最小路徑選擇算法. 該算法同時(shí)考慮了BS (base station)-RS (relay station)和RS-MS (mobile subscriber)鏈路的鏈路損耗;

(4)最大調(diào)和信道增益路徑選擇算法.該算法以兩跳鏈路信道增益的調(diào)和均值作為路徑選擇判決準(zhǔn)則.

上述算法的目標(biāo)都是以最大化系統(tǒng)吞吐量為目標(biāo).從現(xiàn)有研究成果看，很少有考慮能耗問(wèn)題的路徑選擇算法.現(xiàn)有基于OFDMA 無(wú)線中繼蜂窩網(wǎng)關(guān)聯(lián)能效資源分配的研究大多假定基于傳統(tǒng)的路徑選擇算法，或者簡(jiǎn)化路徑選擇問(wèn)題［11-12］. 因此，對(duì)基于能效的路徑選擇問(wèn)題的研究具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義.

當(dāng)考慮電路功率消耗、系統(tǒng)功率約束以及用戶QoS 需求時(shí)，直傳路徑與中繼傳輸路徑選擇對(duì)系統(tǒng)能效的影響和作用機(jī)制仍然不是很清晰，基于此，本文針對(duì)單中繼三節(jié)點(diǎn)DF (decode-and-forward)模式中繼傳輸網(wǎng)絡(luò)，研究電路功率消耗、用戶速率需求、帶寬等因素在路徑選擇時(shí)與系統(tǒng)能效之間的關(guān)系，提出一種基于等效路徑損耗指數(shù)的能效最優(yōu)路徑選擇判決準(zhǔn)則，本文的研究成果可以擴(kuò)展到多用戶多中繼OFDMA 蜂窩網(wǎng)絡(luò). 研究結(jié)果表明，當(dāng)考慮電路功率消耗的時(shí)候，采用中繼鏈路傳輸并不能保證系統(tǒng)能效一定高于直傳鏈路傳輸;直傳鏈路與中繼鏈路對(duì)發(fā)射功率消耗的需求不僅取決于端到端等效信道增益，而且與鏈路傳輸速率和帶寬有關(guān)，并滿足本文所提出的最優(yōu)路徑選擇判決準(zhǔn)則.

1 系統(tǒng)模型與問(wèn)題描述

考慮圖1 所示的單源(S)-單中繼(R)-單目的節(jié)點(diǎn)(D)的OFDM 中繼傳輸系統(tǒng)(與文獻(xiàn)［13］類似).假定數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝粸閹?幀周期為Ts)，每幀分為等間隔的2 個(gè)時(shí)隙，采用固定子載波配對(duì)策略，即中繼鏈路傳輸時(shí)第1 跳時(shí)隙上發(fā)送的數(shù)據(jù)只能通過(guò)第2 跳時(shí)隙相同子載波轉(zhuǎn)發(fā).D 可以直接與S 建立直傳路徑，或通過(guò)節(jié)點(diǎn)R 建立中繼傳輸路徑.

圖1 中繼傳輸系統(tǒng)模型Fig.1 System model of the relay transmission system

電路功率消耗包括基帶處理功率消耗和射頻電路功率消耗.通常假定射頻電路功率消耗與發(fā)送狀態(tài)無(wú)關(guān);對(duì)于低復(fù)雜度基帶處理系統(tǒng)，基帶處理電路功率消耗與射頻電路功率消耗相比可以忽略［14］，本文只考慮射頻電路功率消耗，包含源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的電路功率消耗總和，且假定平均電路功率消耗為常數(shù).

能效通常定義為單位焦耳能量發(fā)送的比特?cái)?shù)(bit/J)［15］，直傳鏈路能效定義為

式中:R 為各個(gè)子載波上的速率向量;C(R)為所有子載波上的速率和;e 為總能量消耗;Pc為系統(tǒng)電路功率消耗;PT(R)為所有子載波上源節(jié)點(diǎn)S 的發(fā)射功率和.

能效最大化的目標(biāo)就是要在一定約束條件下，使得系統(tǒng)能效最大，即

中繼鏈路在子載波n 上的可達(dá)速率可以表示為［13］

式中:gi，n和pi，n(i=1，2)分別為第i 跳鏈路子載波n 上的信道功率增益和發(fā)射功率;W 為子載波帶寬;N0為加性高斯白噪聲單邊功率譜密度.

由于中繼鏈路傳輸需要將1 個(gè)時(shí)隙劃分為2 個(gè)等時(shí)長(zhǎng)的子時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)兩階段傳輸，因此，中繼鏈路端到端可達(dá)速率只有直傳鏈路的一半，所以要除以2.

對(duì)于本文所考慮的三節(jié)點(diǎn)中繼傳輸模型，當(dāng)系統(tǒng)能效最優(yōu)時(shí)，任意子載波上兩跳速率相等. 該結(jié)論通過(guò)反證法很容易求證:假設(shè)系統(tǒng)能效最優(yōu)時(shí)，存在n'，滿足r1，n'≠r2，n'.由于任意子載波上的速率取決于兩跳速率最小的一跳，可以降低r1，n'和r2，n'中速率較大一跳的功率，使得r1，n'=r2，n'. 此時(shí)，系統(tǒng)總發(fā)射功率降低，系統(tǒng)能效增大，與原假設(shè)矛盾，顯然該結(jié)論成立. 當(dāng)系統(tǒng)能效最優(yōu)時(shí)，由于任意子載波n 上兩跳鏈路可達(dá)速率滿足r1，n=r2，n，易得子載波n 上的端到端等效信道功率增益為

所有子載波上的速率和可以表示為

式中:pn為子載波n 上的總發(fā)射功率;PT=［p1，p2，…，pN］∈RN+為各子載波上的發(fā)射功率變量向量，RN+表示N 維非負(fù)實(shí)數(shù)向量集合.節(jié)點(diǎn)S 和R 在子載波n 上的發(fā)射功率分別為

式中:γ1，n=gi，n/(N0W)，表示第i 跳第n 個(gè)子載波上的功率歸一化信噪比.

所有子載波上的功率和為

式中:γequ，n=γ1，nγ2，n/(γ1，n+ γ2，n)，表示第i 跳第n 個(gè)子載波上的端到端等效功率歸一化信噪比.由式(1)能效的定義可知

中繼鏈路的能效可以表示為

2 能效最優(yōu)路徑選擇策略

本節(jié)針對(duì)圖1 所示的DF 中繼傳輸系統(tǒng)，提出一種基于等效路徑損耗指數(shù)的能效最優(yōu)路徑選擇策略.該策略的目標(biāo)是在給定用戶速率需求情況下，選擇能效最優(yōu)的路徑(直傳或中繼路徑)，該策略適用于任意衰落場(chǎng)景.

由于路徑選擇時(shí)，通常是基于路徑損耗和陰影衰落［16］，而頻率選擇性多信道OFDMA 傳輸網(wǎng)絡(luò)各個(gè)子載波上的大尺度衰落相等，因此，在基于大尺度衰落路徑選擇時(shí)，可以取所有子載波上平均信道增益作為鏈路的信道增益. 假定鏈路總帶寬為B，則直傳鏈路和中繼鏈路的可達(dá)速率分別表示為

式中:pSD和pSRD分別為直傳和中繼鏈路上的總發(fā)送功率;gSD和gSRD，equ分別為直傳鏈路信道功率增益和中繼鏈路端到端等效平均信道功率增益.

采用文獻(xiàn)［17］式(3.7)經(jīng)驗(yàn)路徑損耗公式換算S-D、S-R 和R-D 鏈路大尺度衰落值:

式中:fc為中心頻率;c =3 ×108m/s 為光速;d 為收、發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的距離，m;α 為路徑損耗指數(shù). 將實(shí)測(cè)直傳鏈路平均信道功率增益gSD，real換算成關(guān)于參考距離dref的等效路徑損耗:

則等效路徑損耗指數(shù)αSD，equ可以表示為

式中:ξ=(c/(4πfc))2.同理，可將中繼鏈路等效路徑損耗表示為

式中:gSRD，real為中繼鏈路端到端等效平均信道功率增益.則中繼鏈路等效路徑損耗指數(shù)αSRD，equ可以表示為

結(jié)合式(11)、(12)、(14)和(16)可得中繼鏈路與直傳鏈路發(fā)射功率之比為

假設(shè)用戶速率需求為r0，令dref=2，則式(18)可以表示為

由式(1)和式(10)對(duì)直傳鏈路和中繼鏈路能效定義可知，如果鏈路傳輸速率和帶寬固定，當(dāng)直傳與中繼傳輸鏈路能效相等時(shí)，則需滿足

令式(19)等于2，則直傳鏈路和中繼鏈路等效路徑損耗指數(shù)與用戶速率需求和帶寬之間滿足如下關(guān)系:

由上述分析可得如下命題:

命題1 對(duì)于任意基于DF 模式的三節(jié)點(diǎn)中繼系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)電路功率消耗PC固定，直傳與中繼傳輸路徑能效滿足如下關(guān)系:

(1)當(dāng)αSD，equ=αSRD，equ時(shí)，如果式(21)成立，則r0/B=0，即當(dāng)r0=0 時(shí)，直傳與中繼路徑能效相等，r0＞0 時(shí)直傳路徑能效始終大于中繼路徑能效.

(2)當(dāng)αSD，equ＜αSRD，equ時(shí)，如果式(21)成立，則r0/B ＜0，即當(dāng)r0≥0，始終滿足pSRD/pSD＞2，直傳路徑能效始終大于中繼路徑能效.

(3)當(dāng)αSD，equ＞αSRD，equ時(shí)，直傳與中繼路徑能效滿足如下關(guān)系:

①當(dāng)r0/B=log2(21+αSD，equ-αSRD，equ -1)時(shí)，直傳路徑與中繼路徑能效相等;

②當(dāng)r0/B ＞log2(21+αSD，equ-αSRD，equ -1)時(shí)，直傳路徑能效大于中繼路徑能效，從能效最優(yōu)角度看，選擇直傳路徑傳輸;

③當(dāng)r0/B ＜log2(21+αSD，equ-αSRD，equ -1)時(shí)，中繼路徑能效大于直傳路徑路能效，從能效最優(yōu)角度看，選擇中繼路徑傳輸.

3 仿真結(jié)果與分析

本節(jié)對(duì)本文所提出的基于DF 中繼能效最優(yōu)路徑選擇策略進(jìn)行仿真分析.

3.1 速率需求、帶寬與信道功率增益等因素對(duì)能效最優(yōu)路徑選擇的影響

為了更深入分析路徑選擇策略的性能，在不失一般性的前提下，假定信道衰落只考慮路徑損耗，S-D、S-R 和R-D 鏈路的路徑損耗模型也采用式(13)的模型，中繼節(jié)點(diǎn)R 在節(jié)點(diǎn)S 和D 連線的中點(diǎn)，系統(tǒng)總帶寬B=1 MHz，載波頻率fc=2 GHz，幀周期Ts=1 ms，節(jié)點(diǎn)S 和D 間的距離固定為600 m.設(shè)可達(dá)頻譜效率SE(spectrum efficiency)為r0/B，表示傳輸速率r0和帶寬B 的比值.圖2(a)～圖2(f)分析了速率需求、帶寬與信道功率增益等因素對(duì)能效最優(yōu)路徑選擇的影響. 圖2(a)為α =3，Pc=100 mW 時(shí)，帶寬對(duì)能效最優(yōu)路徑選擇的影響;圖2(b)為α =3，B =1 MHz 時(shí)，電路功率消耗Pc對(duì)能效最優(yōu)路徑選擇的影響;圖2(c)為Pc=100 mW，B=1 MHz時(shí)，路徑損耗指數(shù)對(duì)能效最優(yōu)路徑選擇的影響;圖2(d)為Pc=100 mW，B =1 MHz 時(shí)，可達(dá)頻譜效率SE 對(duì)能效最優(yōu)路徑選擇的影響;圖2(e)為B =1 MHz 時(shí)，直傳鏈路與中繼鏈路能效和信道功率增益隨中繼位置變化的關(guān)系曲線;圖2(f)是Pc=100 mW，B=1 MHz 時(shí)，發(fā)射功率部分的平均能耗隨路徑損耗指數(shù)變化的曲線.

圖2 各種參數(shù)對(duì)鏈路能效性能的影響Fig.2 Effects of various parameters on system performance

表1 所示為對(duì)圖2 仿真結(jié)果進(jìn)行的對(duì)比分析，由分析結(jié)果可見(jiàn)，從能效最大化角度出發(fā)，帶寬、速率需求、電路功率消耗以及鏈路信道條件等因素對(duì)路徑選擇都有影響，且滿足本文所中命題1 的條件.

3.2 能效最優(yōu)路徑選擇方案性能比較

為了衡量本文所提能效最優(yōu)路徑選擇方案(proposed scheme)的性能，將本文所提方案與以下4 種典型路徑選擇算法進(jìn)行性能對(duì)比分析，即:

(1)最小接入距離路徑選擇算法［9］，選擇接入距離最短的接入點(diǎn)作為用戶的接入點(diǎn);

(2)最大接入鏈路信道增益路徑選擇算法［10］，選擇接入鏈路信道增益最大的接入點(diǎn)作為用戶的接入點(diǎn);

(3)大尺度衰落最大-最小路徑選擇算法［9］，對(duì)于中繼路徑，選擇BS-RS 和RS-MS 鏈路大尺度衰落(路徑損耗+陰影衰落)最大值作為對(duì)比值，再與直傳路徑的大尺度衰落值比較，選擇二者最小的作為用戶接入路徑;

(4)最大調(diào)和信道增益路徑選擇算法［10］，對(duì)于中繼路徑，以兩跳鏈路調(diào)和信道增益作為對(duì)比信道增益，并與直傳路徑信道增益比較，選擇信道增益最大的路徑作為用戶接入路徑.

考慮圖1 的中繼傳輸場(chǎng)景，假定源節(jié)點(diǎn)為基站BS，目的節(jié)點(diǎn)為用戶MS. MS 與BS 之間可以建立直傳路徑或通過(guò)中繼RS 與BS 之間建立中繼傳輸路徑.BS-RS 間距離固定為560 m.MS 在BS-RS 連線上，BS-MS 間距離從100 m 增加到850 m. 采用Monte Carlo 仿真方法，仿真結(jié)果為10 000 次獨(dú)立仿真取均值.仿真參數(shù)如表2 所示，其中部分仿真參數(shù)參考文獻(xiàn)［18］.

表1 能效性能分析Tab.1 Performance analysis of the energy efficiency

表2 仿真參數(shù)Tab.2 Simulation parameters

圖3(a)～(c)分別為速率固定為Rmin=5 和6 Mbit/s 時(shí)，能效和選擇直傳路徑概率的仿真結(jié)果.

(1)從圖3(a)和(b)可以看出，本文方案能效性能優(yōu)于傳統(tǒng)的路徑選擇方案. 例如，BS-MS 距離為610 m，Rmin=5 和6 Mbit/s 時(shí)，本文方案的能效比最大調(diào)和信道增益路徑選擇方案分別提高11.8%和40.5%.

(2)從圖3(c)可以看出，本文所提方案選擇直傳路徑的概率大于傳統(tǒng)的方案，并且速率越大，選擇直傳路徑的概率也越大，而傳統(tǒng)的幾種路徑選擇方案選擇直傳路徑的概率與傳輸速率無(wú)關(guān). 例如，BS-MS 距離為610 m，Rmin=5 和6 Mbit/s 時(shí)，本文方案選擇直傳路徑的概率分別為36. 7% 和49.6%，而基于等效信道增益路徑選擇方案選擇直傳路徑的概率始終為4.0%.最小接入距離的路徑選擇方案由于選擇接入點(diǎn)只與節(jié)點(diǎn)位置有關(guān)，因此，當(dāng)BS-MS 距離大于BS-RS 連線中點(diǎn)時(shí)，完全接入中繼節(jié)點(diǎn).

圖3 路徑選擇方案性能比較Fig.3 Performance comparison of the path selection schemes

4 結(jié) 論

本文針對(duì)DF 中繼的單源-單中繼-單目的節(jié)點(diǎn)傳輸場(chǎng)景，研究最優(yōu)能效路徑選擇問(wèn)題，提出了一種基于等效路徑損耗指數(shù)的能效最優(yōu)路徑選擇策略.本文所提方案考慮了傳輸速率、帶寬以及信道條件等對(duì)路徑選擇的影響.研究結(jié)果表明:

(1)不管是直傳路徑還是中繼路徑，路徑能效都隨帶寬的減小而減小，隨電路功率消耗的增加而減小.

(2)能效最優(yōu)路徑選擇決策結(jié)果與電路功率消耗無(wú)關(guān)，只取決于速率需求和帶寬的比值(即可達(dá)頻譜效率)以及信道條件，且滿足命題1 的判決準(zhǔn)則.信道條件不變情況下，直傳路徑與中繼路徑能效相等點(diǎn)的可達(dá)頻譜效率不變，能效最優(yōu)路徑只取決于路徑傳輸速率與帶寬的比值.

(3)與現(xiàn)有典型路徑選擇算法相比，本文所提方案可以實(shí)現(xiàn)能效最優(yōu).

［1］ LI G Y，XU Zhikun，XIONG Cong，et al. Energyefficient wireless communications:tutorial，survey，and open issues［J］. IEEE Wireless Communications，2011，18(6):28-35.

［2］ 黃高勇，方旭明，黃博，等. 基于OFDM 的DF 中繼鏈路能效最優(yōu)資源分配策略［J］. 西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，49(3):499-506.HUANG Gaoyong，F(xiàn)ANG Xuming，HUANG Bo，et al.Scheme for optimal energy-efficient and resource allocation in OFDM-based DF relay link［J］. Journal of Sourthwest Jiaotong University，2014，49(3):499-506.

［3］ IEEE. IEEE 802. 16j-07/079 A new metric for multihop path selection［S］. London:IEEE Press，2007.

［4］ WANG Lichun，SU Wenshan，HUANG J H，et al.Optimal relay location in multi-hop cellular systems［J］.Wireless Networks，2010，16(8):2179-2189.

［5］ WANG S S，LIEN Chanying，LIAO W H，et al. A load-aware spectral-efficient routing metric for path selection in IEEE 802. 16j multi-hop relay networks［J］. Computers and Electrical Engineering，2012，38(4):953-962.

［6］ COUTO D D，AGUAYO D，BICKET J，et al. A highthroughput path metric for multi-hop wireless routing［C］∥ Proceedings of the 9th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking. San Diego:IEEE，2003:134-146.

［7］ KOKSAL C E，BALAKRISHNAN H. Quality-aware routing metrics for time-varying wireless mesh networks［J］. IEEE Journal on Selected Areas in Communications，2006，24(11):1984-1994.

［8］ TAM W H，TSENG Y C. Joint multi-channel link layer and multi-path routing design for wireless mesh networks［C］∥ Proceedings of the 26th IEEE International Conference on Computer Communications.Anchorage:IEEE，2007:2081-2089.

［9］ SRENG V，YANIKOMEROGLU H，F(xiàn)ALCONER D D.Relay selection strategies in cellular networks with peerto-peer relaying［C］∥Proceedings of the 58th IEEE Vehicular Technology Conference. Orlando: IEEE，2003:1949-1953.

［10］ 黃曉燕，吳凡. 下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)跨層資源管理［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2011:55-56.

［11］ JIANG Yun，ZHANG Jianhua，LI Xiaofan，et al.Energy-efficient resource optimization for relay-aided uplink OFDMA systems［C］∥Proceedings of the 75th IEEE Vehicular Technology Conference. Yokohama:IEEE，2012:1-5.

［12］ ZHANG Jianhua，JIANG Yun，LI Xiaofan. Energyefficient resource allocation in multiuser relay-based OFDMA networks［J］. Concurrency and Computation:Practice and Experience，2013，25(9):1113-1125.

［13］ LI Yong，WANG Wenbo，KONG Jia，et al. Subcarrier pairing for amplify-and-forward and decode-and-forward OFDM relay links［J］. IEEE Communications Letters，2009，13(4):209-211.

［14］ SUN Can， YANG Chenyang. Energy efficiency analysis of one-way and two-way relay systems［J］.EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking，2012，46:1-18.

［15］ MIAO Guowang，HIMAYAT N，LI GEOFFREY Y.Energy-efficient link adaptation in frequency-selective channels［J］. IEEE Transactions on Communications，2010，58(2):545-554.

［16］ LI Qian，HU Qingyang，YI Qian，et al. Intracell cooperation and resource allocation in a heterogeneous network with relays［J］. IEEE Transactions on Vehicular Technology，2013，62(4):1770-1784.

［17］ ANDREWS J G， GHOSH A， MUHAMED R.Fundamentals of WiMAX:understanding broadband wireless networking［M］. ［S. l.］:Pearson Education Inc，2007:101.

［18］ IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Working Group. IEEE 802.16m-08/004r5—2008 IEEE 802.16m evaluation methodology document (EMD)［S］. New York:IEEE，2009.