WiMAX系統(tǒng)移動(dòng)性管理若干技術(shù)研究.pdf

1、WiMAX全稱是Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性，它是基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)新興無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)，能夠提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接。WiMAX推行的IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)是一種開(kāi)放的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，它具有高速率數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢(shì)，同時(shí)兼具一定范圍內(nèi)的移動(dòng)性。為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供實(shí)時(shí)、低成本、高質(zhì)量并且優(yōu)化的服務(wù)--即移動(dòng)性管理，成為一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究課

2、題。毋庸置疑，移動(dòng)性管理對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行是舉足輕重的。移動(dòng)性管理包括位置管理和切換管理，而切換管理包括切換準(zhǔn)則，切換控制和切換相關(guān)的資源管理。
　　 本文在WiMAX技術(shù)基礎(chǔ)上，圍繞移動(dòng)性管理中的切換管理進(jìn)行了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性成果如下：
　　 1.針對(duì)WiMAX技術(shù)切換問(wèn)題，將IP層移動(dòng)管理協(xié)議F-HMIPv6應(yīng)用在WiMAX MAC層切換上，提出了新的跨層切換算法。該算法使MAC層切換和IP層切換

3、交叉進(jìn)行，在MAC層連接尚未斷開(kāi)之前完成一些IP層切換步驟，從而加快了切換過(guò)程，減少了切換時(shí)延。
　　 2.對(duì)WiMAX中繼系統(tǒng)切換機(jī)制進(jìn)行了研究，包括掃描過(guò)程的研究和切換算法的研究。首先，針對(duì)掃描過(guò)程中開(kāi)銷問(wèn)題，提出了優(yōu)化方法，該方法通過(guò)對(duì)掃描過(guò)程中傳遞的消息進(jìn)行修改，減少了掃描過(guò)程中消息傳遞的數(shù)量，從而降低了開(kāi)銷。其次，研究了掃描過(guò)程中的不同的掃描類型以及不同掃描類型對(duì)應(yīng)的掃描時(shí)間，分析了掃描時(shí)間隨不同參數(shù)的變化。然后，基于

4、WiMAX系統(tǒng)宏分集切換思想，提出了中繼系統(tǒng)的宏分集切換算法。仿真中移動(dòng)臺(tái)采用隨機(jī)行走模型，在相同切換場(chǎng)景下對(duì)不同切換算法進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果顯示提出的算法切換次數(shù)少。最后，針對(duì)宏分集切換算法中錨基站更新機(jī)制，提出了新的錨基站選擇方法，分析了不同的選擇方法對(duì)切換次數(shù)的影響。
　　 3.首先研究了基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)管理協(xié)議--代理移動(dòng)IPv6，提出了性能分析的模型，根據(jù)模型比較了不同移動(dòng)管理協(xié)議的切換時(shí)延和開(kāi)銷。然后使用IEEE802

5、.16e無(wú)線城域網(wǎng)作為無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，采用分析模型的方法對(duì)不同移動(dòng)管理協(xié)議進(jìn)行了性能分析，包括切換時(shí)延、服務(wù)中斷時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)銷。最后，結(jié)合代理移動(dòng)IPv6和移動(dòng)IPv6快速切換提出了新的快速切換協(xié)議-代理移動(dòng)IPv6快速切換協(xié)議，通過(guò)切換時(shí)延的比較，可以看出提出的代理移動(dòng)IPv6快速切換協(xié)議具有較小的切換時(shí)延。
　　 4.針對(duì)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)頻譜切換過(guò)程中搜索空閑信道平均時(shí)間過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題，提出了優(yōu)化算法。該算法在采用軟合并合作頻譜檢

6、測(cè)模式下，通過(guò)優(yōu)化單個(gè)信道的檢測(cè)時(shí)間從而使搜索空閑信道平均時(shí)間最短。仿真結(jié)果給出了不同的仿真參數(shù)設(shè)置下的最短搜索空閑信道平均時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)單個(gè)信道檢測(cè)時(shí)間。
　　 5.針對(duì)WiMAX Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了保證QoS的自適應(yīng)資源調(diào)度算法。該算法根據(jù)業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)流服務(wù)質(zhì)量滿意度以及業(yè)務(wù)流拓?fù)湫畔?lái)確定調(diào)度順序。仿真比較了不同算法的系統(tǒng)吞吐量、rtPS業(yè)務(wù)丟包率以及nrtPS業(yè)務(wù)吞吐量，仿真結(jié)果表明提出的自適應(yīng)資源調(diào)