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)與蜂窩移動通信系統(tǒng)的融合引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界越來越多的關(guān)注，并被認(rèn)為是未來移動通信系統(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，除了使用更先進的傳輸技術(shù)和天線技術(shù)之外，對傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進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，同時保持了蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所帶來的好處。蜂窩網(wǎng)絡(luò)與Adhoc網(wǎng)絡(luò)相融合后的無線網(wǎng)絡(luò)具有許多性能優(yōu)勢，主要包括：覆蓋的擴展、容量的增強、功率的減小等，因而也成為目前移動通信領(lǐng)域研究的熱點之一。 目前對蜂窩與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模擬仿真進行的，缺乏定量的分析，所以需要深入地進行理論研究。同時為了在蜂窩與Adhoc融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中更好地滿足用戶對業(yè)

3、務(wù)QoS的需求，需要設(shè)計一種新的切換算法。針對這些情況，本文在全面分析國內(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兩跳中繼WCDMA蜂窩系統(tǒng)和兩跳中繼時隙CDMA蜂窩系統(tǒng)進行了建模，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當(dāng)前小區(qū)和鄰居小區(qū)總的干擾功率。在對稱小區(qū)模型的基礎(chǔ)上，分析了兩種中繼方法對提高兩跳中繼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價理論的思想出發(fā)，結(jié)合用戶