移動WiMAX系統(tǒng)的中繼選擇和切換機制研究.pdf

1、無線寬帶接入迅速發(fā)展的驅(qū)動力來自用戶對寬帶業(yè)務(wù)的需求。近些年來，各種無線寬帶接入技術(shù)(Wi-Fi、WiMAX、Bluetooth、3G)的發(fā)展，使人們能夠擺脫電話線的束縛，逐漸從固定走向移動。寬帶無線接入技術(shù)以其成本低廉、不受地理環(huán)境的約束、支持用戶的移動性等優(yōu)點，將成為解決“最后一公里”接入問題的重要手段，是目前通信與信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一。
　　 基于IEEE802.16系列標準的WiMAX技術(shù)加速了寬帶無線網(wǎng)絡(luò)“最

2、后一公里”的部署，可以為DSL或有線寬帶接入不能到達地區(qū)的用戶提供便捷的解決方案，推動了全球?qū)拵o線接入的發(fā)展。WiMAX能夠提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并且具有頻譜資源利用率高，覆蓋范圍大等特點。
　　 下一代移動通信系統(tǒng)支持用戶100Mbit/s～1Gbit/s的傳輸速率，如此高的速率對現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了許多現(xiàn)實的挑戰(zhàn)。于頻率資源的緊張，大部分無線系統(tǒng)都將在大于2GHz頻段上應(yīng)用，如此高頻段無線電信號的衰減比現(xiàn)有的1～2GHz

3、頻段要嚴重的多，小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量就得不到保證。如果繼續(xù)采取現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將無法適應(yīng)未來無線應(yīng)用的要求，而Ad-hoe網(wǎng)絡(luò)則是一種利用多個中間節(jié)點多跳轉(zhuǎn)發(fā)將報文信息從源節(jié)點傳遞到目的節(jié)點實現(xiàn)節(jié)點之問通信的網(wǎng)絡(luò)。移動多跳中繼(Mobile Multihop Relay，MMR)網(wǎng)絡(luò)綜合了蜂窩網(wǎng)絡(luò)和Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，通過負載均衡，路徑分集等優(yōu)勢提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性，增強網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性。
　　 IEEE802.16中繼任務(wù)工作組

4、將中繼站的思想引入了IEEE802.16體系并形成了新的標準IEEE802.16j。IEEE802.16j并不是要建立一種包含多跳能力的mesh網(wǎng)絡(luò)，而是對支持單跳的802.16d/e標準的擴展和補充使其擁有多跳通信的能力。通過在基站信號弱的地區(qū)布建成本相對低的中繼站RS作為網(wǎng)絡(luò)拓展負責(zé)將無線信號作一次或者多次轉(zhuǎn)發(fā)，也就是說，無線信號要經(jīng)過“多跳”才能到達終端。RS的引入可以擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提高數(shù)據(jù)吞吐量以及降低網(wǎng)絡(luò)運營的成本等。

5、r>　　 在移動通信系統(tǒng)中，切換是系統(tǒng)必不可少的過程，用戶在蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)移動時其正在進行的呼叫有可能從一個小區(qū)覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個小區(qū)覆蓋區(qū)，切換必須快而有效，否則將會影響用戶在小區(qū)邊界處的體驗，而且還可能會對網(wǎng)絡(luò)造成一定的負荷，降低系統(tǒng)的總體質(zhì)量。在IEEE802.16j下的移動臺MS可供選擇的切換途徑增多，既可以選擇切換至某一中繼站RS，或者切換至某一基站BS。在RS覆蓋范圍內(nèi)，由于MS的移動性以及RS較小的覆蓋范圍，MS的切換更加

6、頻繁，切換控制更加復(fù)雜。
　　 本文研究了在MMR網(wǎng)絡(luò)中幾種中繼站的選擇算法，并針對MMR網(wǎng)絡(luò)提出一種基于路徑損耗和SINR的改進最優(yōu)中繼選擇算法與現(xiàn)有算法進行比較，仿真結(jié)果表明了在有效降低系統(tǒng)中斷概率和提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性等方面所提方案的優(yōu)越性；在某些情況下，由于資源調(diào)度或者是中繼的負載均衡等原因可能無法得到最優(yōu)中繼的服務(wù)，在這種情況下就應(yīng)該尋找次優(yōu)中繼或者第N個最優(yōu)中繼，通過對非最優(yōu)中繼選擇策略下的系統(tǒng)中斷性能以及誤碼率的分析研