移動(dòng)WiMAX系統(tǒng)的中繼選擇和切換機(jī)制研究.pdf

1、無(wú)線寬帶接入迅速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自用戶(hù)對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的需求。近些年來(lái)，各種無(wú)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(huà)線的束縛，逐漸從固定走向移動(dòng)。寬帶無(wú)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(hù)的移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，將成為解決“最后一公里”接入問(wèn)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(biāo)準(zhǔn)的WiMAX技術(shù)加速了寬帶無(wú)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(dá)地區(qū)的用戶(hù)提供便捷的解決方案，推動(dòng)了全球?qū)拵o(wú)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(diǎn)。
　　 下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)支持用戶(hù)100Mbit/s～1Gbit/s的傳輸速率，如此高的速率對(duì)現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了許多現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)。于頻率資源的緊張，大部分無(wú)線系統(tǒng)都將在大于2GHz頻段上應(yīng)用，如此高頻段無(wú)線電信號(hào)的衰減比現(xiàn)有的1～2GHz

3、頻段要嚴(yán)重的多，小區(qū)邊緣用戶(hù)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(wú)法適應(yīng)未來(lái)無(wú)線應(yīng)用的要求，而Ad-hoe網(wǎng)絡(luò)則是一種利用多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)多跳轉(zhuǎn)發(fā)將報(bào)文信息從源節(jié)點(diǎn)傳遞到目的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之問(wèn)通信的網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)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(diǎn)，通過(guò)負(fù)載均衡，路徑分集等優(yōu)勢(shì)提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性，增強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)支持單跳的802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展和補(bǔ)充使其擁有多跳通信的能力。通過(guò)在基站信號(hào)弱的地區(qū)布建成本相對(duì)低的中繼站RS作為網(wǎng)絡(luò)拓展負(fù)責(zé)將無(wú)線信號(hào)作一次或者多次轉(zhuǎn)發(fā)，也就是說(shuō)，無(wú)線信號(hào)要經(jīng)過(guò)“多跳”才能到達(dá)終端。RS的引入可以擴(kuò)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(yùn)營(yíng)的成本等。

5、r>　　 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，切換是系統(tǒng)必不可少的過(guò)程，用戶(hù)在蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)其正在進(jìn)行的呼叫有可能從一個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小區(qū)覆蓋區(qū)，切換必須快而有效，否則將會(huì)影響用戶(hù)在小區(qū)邊界處的體驗(yàn)，而且還可能會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成一定的負(fù)荷，降低系統(tǒng)的總體質(zhì)量。在IEEE802.16j下的移動(dòng)臺(tái)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(dòng)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(duì)MMR網(wǎng)絡(luò)提出一種基于路徑損耗和SINR的改進(jìn)最優(yōu)中繼選擇算法與現(xiàn)有算法進(jìn)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(fù)載均衡等原因可能無(wú)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(gè)最優(yōu)中繼，通過(guò)對(duì)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