無線異構網絡協同工作技術研究.pdf

1、隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，針對覆蓋范圍、用戶數量、業(yè)務類型及服務質量(QoS)的不同要求，目前已研究開發(fā)出包括各種蜂窩通信網、無線局域網（WLAN）、無線個域網（WPAN）和衛(wèi)星通信網絡在內的多種無線通信網絡。而且更多新的無線網絡還在不斷涌現。從目前的發(fā)展來看，這些網絡中沒有任何一個網絡具有取代所有其他網絡，完全滿足未來所有用戶和各種業(yè)務類型對于未來無線通信高QoS、低使用價格在全球范圍內無縫接入服務要求，成為統一同構網絡的能力。因此

2、人們普遍認為： 未來無線網將是由多種技術、多種網絡、多種業(yè)務相互融合所形成的集合體。這種在網絡拓撲結構、底層物理技術、網絡協議、網絡提供業(yè)務、以及網絡控制管理方式等方面的異構化傾向給未來無線網絡帶來了諸多挑戰(zhàn)和理論、技術研究問題。尤其是作為通信系統的本質特征—追求信息的有效傳遞要求這些網絡必須能夠協同工作這一基本要求，又為上述問題提出了更強的約束條件。 基于對未來無線網絡異構與協同工作兩方面發(fā)展的預測，提出以無線異構網絡

3、協同工作作為本文的研究課題，結合實際項目背景對無線異構網絡的結構模式、跨層設計、路由算法以及無線資源管理等問題進行分析研究，主要工作包括： 1）從低軌道（Low Earth Orbit-LEO）衛(wèi)星通信系統業(yè)務模型入手，根據對LEO衛(wèi)星通信系統中終端通信話務量區(qū)域、時間相關集中分布，類似毛刺的脈沖形狀業(yè)務量變化規(guī)律對整個LEO 衛(wèi)星通信系統的性能指標造成一定影響問題的分析，提出一種基于LEO 衛(wèi)星通信網絡提供對衛(wèi)星終端以Ad h

4、oc 方式異構組網支持的終端雙模組網模型（LEO-Ad hoc dual mode networking model-LADMNM）。在該模型框架下，提出一種基于地理位置信息的Ad hoc 組網路由查找算法(Geographic Location BasedRoute-GLBR)。理論分析和仿真實驗表明：該組網模型和路由算法可有效削減LEO 衛(wèi)星通信系統熱點小區(qū)內的業(yè)務流量尖峰，在相同點波束信道數下達到同時降低呼叫阻塞率與提高信道有效利

5、用率的目的。 2）從對無線傳感網信息場分布分析結果與工程實用化需求出發(fā)，提出與一般研究文獻關于無線傳感網由大量同構、微小、資源受限、隨機分布在興趣區(qū)域的網絡節(jié)點構成的網絡配置模型不同的一種異構配置模型（WSNHEDPM-Wireless Sensor NetworkHetergeneous DePloyment Model），對該異構配置模型的配置成本、功耗和生存時間進行了理論和實驗分析。分析和仿真實驗結果表明這種異構配置方案是

6、對于無線傳感網更為普遍應用環(huán)境的更為合理、實用的網絡配置方案。 3）對未來無線網絡中多網并存下的無線資源管理與效用（Utility）最大化方法進行研究。提出一種LEO 衛(wèi)星通信系統中針對異構業(yè)務的靈活帶寬預留機制（FlexibleBandwidth Reservation Scheme-FBRS）。根據未來無線網絡中各參與方效益組成及其對于系統長期收入影響的分析，提出一個基于網絡效用的資源管理算法(UORRMA-UtilityO

7、riented Radio Resource Management Algorithms)。該算法由系統定價策略、業(yè)務呼叫接入控制策略（ CAC-Call Access Control ）和無線資源分配（ Radio ResourceAllocation-RRA）策略組成。理論分析和仿真實驗表明，該策略可在多種業(yè)務與多網絡并存的異構環(huán)境下達到系統和用戶效用最優(yōu)的結果。 本項目的研究受到了武器裝備預研基金項目（5142101080