下一代移動通信系統(tǒng)中的多跳通信技術研究.pdf

1、多跳蜂窩系統(tǒng)使用多跳中繼通信來擴展基站的覆蓋范圍，減小無線信號傳輸?shù)墓β剩岣吡藗鹘y(tǒng)單跳蜂窩系統(tǒng)的靈活性和性能，已成為下一代移動通信中的一個研究熱點。 本文主要研究了具有固定FMRN(固定多跳中繼節(jié)點)的多跳蜂窩小區(qū)的擴展覆蓋結(jié)構，以及分析了FMRN對CDMA系統(tǒng)下的反向鏈路容量的影響；提出了多跳蜂窩小區(qū)中的MMRN(移動多跳中繼節(jié)點)的一種有效的拓撲控制算法；研究了為激勵多跳蜂窩小區(qū)的移動節(jié)點主動為其它節(jié)點提供中繼服務的多跳節(jié)

2、點間的協(xié)作激勵機制。 在第二章中，首先分析了兩種多跳通信模式對數(shù)據(jù)傳輸所需功率的影響，從中可以看出，通過將一條長無線路徑分成多個(大于等于2)連續(xù)的短路徑，利用中間節(jié)點的中繼傳輸，對減小無線數(shù)據(jù)傳輸所需的功率有很明顯的作用，例如在兩跳模式下，最大可以將功率消耗降低6.02dB(路徑衰減指數(shù)為3)；然后討論了多跳小區(qū)結(jié)構及其特性；之后以覆蓋率和重疊率為目標，分析了具有均勻分布FMRN的多跳小區(qū)的覆蓋特性，從中可知選取覆蓋范圍與基站

3、覆蓋范圍相近的FMRN來擴展小區(qū)面積是比較有效的。最后提出了三種不同的多跳小區(qū)結(jié)構，并分析了它們的反向鏈路容量，從中可以看出，多跳通信模式對功率消耗的降低，增加了CDMA系統(tǒng)的反向鏈路容量。 在第三章中，主要針對具有移動臺中繼節(jié)點的多跳小區(qū)結(jié)構的特點，進行了具有MMRN的多跳小區(qū)的拓撲控制分析。多跳小區(qū)中的多跳路徑的目的都是基站，這樣，多跳小區(qū)中的多跳路徑的終點是唯一，多跳的目的不僅僅是完成數(shù)據(jù)通信，而是在節(jié)省總功率的前提下，實

4、現(xiàn)移動臺與基站的有效通信。因為在多跳小區(qū)中有一個各節(jié)點都可以與之進行通信控制中心—基站，保證了與基站的多跳路徑也就保證的拓撲的連通性，本章中所提出的多跳小區(qū)中的BOTC拓撲控制算法的目的是提供一種可以節(jié)省移動臺與基站通信所需的總發(fā)射功率的有效算法。這種算法假設每個移動臺天線都具有兩個180°的輻射方向，鄰居節(jié)點的確認是通過判斷兩個節(jié)點與基站直接通信所需的單跳發(fā)射功率，及節(jié)點間中繼信號所需的發(fā)射功率之間的關系來完成的。通過對BOTC算法的

5、鄰居需求關系(Condition)的三種條件進行仿真，在網(wǎng)絡拓撲的仿真中可以得出，BOTC算法實現(xiàn)了多跳小區(qū)中節(jié)省總發(fā)射功率的有效的拓撲結(jié)構；在系統(tǒng)性能的仿真中可以得出，BOTC算法實現(xiàn)的拓撲可以大大節(jié)省每個節(jié)點的發(fā)射功率及總發(fā)射功率。 在第四章中，主要分析了一種用于多跳小區(qū)系統(tǒng)的協(xié)作激勵機制，它以金錢作為酬報來鼓勵中間節(jié)點的中繼行為，并且通過在協(xié)議流程使用加密和認證技術，保證了數(shù)據(jù)包的完整性和可靠性，并實現(xiàn)了對各種理性攻擊和惡