蜂窩與Ad hoc融合網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、目前，在Adhoc網(wǎng)絡(luò)的諸多應(yīng)用中，Adhoc網(wǎng)絡(luò)與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的融合引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注，并被認(rèn)為是未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。為了提高下一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐量和覆蓋距離，除了使用更先進(jìn)的傳輸技術(shù)和天線技術(shù)之外，對(duì)傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行某些重大的修改也是必要的。將Adhoc網(wǎng)絡(luò)融合到傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中也許是最有前景的結(jié)構(gòu)升級(jí)方式。蜂窩與Adhoc融合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是將Adhoc網(wǎng)絡(luò)的多跳中繼特點(diǎn)引入到傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

2、中，這種融合網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了Adhoc網(wǎng)絡(luò)的靈活性，同時(shí)保持了蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的好處。蜂窩網(wǎng)絡(luò)與Adhoc網(wǎng)絡(luò)相融合后的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有許多性能優(yōu)勢(shì)，主要包括：覆蓋的擴(kuò)展、容量的增強(qiáng)、功率的減小等，因而也成為目前移動(dòng)通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。 目前對(duì)蜂窩與Adhoc融合網(wǎng)絡(luò)在覆蓋和容量方面所獲得性能增益的研究主要是通過(guò)模擬仿真進(jìn)行的，缺乏定量的分析，所以需要深入地進(jìn)行理論研究。同時(shí)為了在蜂窩與Adhoc融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中更好地滿足用戶對(duì)業(yè)

3、務(wù)QoS的需求，需要設(shè)計(jì)一種新的切換算法。針對(duì)這些情況，本文在全面分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，圍繞著提高傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能，在彌補(bǔ)覆蓋缺陷的定量分析、網(wǎng)絡(luò)容量分析、網(wǎng)絡(luò)切換等蜂窩與Adhoc融合網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行了深入研究，提出相應(yīng)的解決方法。 本文的研究工作主要包括： (1)在彌補(bǔ)覆蓋缺陷的定量分析方面：提出了一種兩跳中繼蜂窩的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用于提高傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)在盲區(qū)環(huán)境下的性能。分析了在盲區(qū)環(huán)境下兩跳中繼蜂窩系統(tǒng)可獲

4、得中繼節(jié)點(diǎn)的概率和它的系統(tǒng)模型，并分別得到了傳統(tǒng)蜂窩和兩跳中繼蜂窩系統(tǒng)的呼叫阻塞率和會(huì)話丟棄率。 (2)在網(wǎng)絡(luò)容量分析方面：首先，提出了一種兩跳中繼CDMA蜂窩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用于提高小區(qū)邊緣地區(qū)的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸速率。利用多維馬爾可夫鏈分別對(duì)兩跳中繼WCDMA蜂窩系統(tǒng)和兩跳中繼時(shí)隙CDMA蜂窩系統(tǒng)進(jìn)行了建模，并從理論上分析了它們各自的性能；其次，在兩跳中繼CDMA蜂窩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加入擁塞控制功能，并提出了兩種擁塞控制方法。在建立兩

5、跳中繼CDMA蜂窩系統(tǒng)的擁塞控制模型的基礎(chǔ)上，比較了它和無(wú)擁塞控制系統(tǒng)的性能；最后，提出了兩種中繼方法用于提高傳統(tǒng)CDMA蜂窩系統(tǒng)的上行鏈路容量，并分別得到了兩種中繼方法對(duì)當(dāng)前小區(qū)和鄰居小區(qū)總的干擾功率。在對(duì)稱小區(qū)模型的基礎(chǔ)上，分析了兩種中繼方法對(duì)提高兩跳中繼CDMA蜂窩系統(tǒng)上行鏈路容量的影響。 (3)在網(wǎng)絡(luò)切換方面，提出了一種基于模糊多目標(biāo)決策方法的兩跳中繼蜂窩系統(tǒng)切換算法。算法從層次分析和模糊綜合評(píng)價(jià)理論的思想出發(fā)，結(jié)合用戶