無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，針對(duì)覆蓋范圍、用戶數(shù)量、業(yè)務(wù)類型及服務(wù)質(zhì)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(wǎng)、無線局域網(wǎng)（WLAN）、無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的多種無線通信網(wǎng)絡(luò)。而且更多新的無線網(wǎng)絡(luò)還在不斷涌現(xiàn)。從目前的發(fā)展來看，這些網(wǎng)絡(luò)中沒有任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有取代所有其他網(wǎng)絡(luò)，完全滿足未來所有用戶和各種業(yè)務(wù)類型對(duì)于未來無線通信高QoS、低使用價(jià)格在全球范圍內(nèi)無縫接入服務(wù)要求，成為統(tǒng)一同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能力。因此

2、人們普遍認(rèn)為： 未來無線網(wǎng)將是由多種技術(shù)、多種網(wǎng)絡(luò)、多種業(yè)務(wù)相互融合所形成的集合體。這種在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、底層物理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)、以及網(wǎng)絡(luò)控制管理方式等方面的異構(gòu)化傾向給未來無線網(wǎng)絡(luò)帶來了諸多挑戰(zhàn)和理論、技術(shù)研究問題。尤其是作為通信系統(tǒng)的本質(zhì)特征—追求信息的有效傳遞要求這些網(wǎng)絡(luò)必須能夠協(xié)同工作這一基本要求，又為上述問題提出了更強(qiáng)的約束條件。 基于對(duì)未來無線網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)與協(xié)同工作兩方面發(fā)展的預(yù)測(cè)，提出以無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

3、協(xié)同工作作為本文的研究課題，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目背景對(duì)無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模式、跨層設(shè)計(jì)、路由算法以及無線資源管理等問題進(jìn)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(tǒng)業(yè)務(wù)模型入手，根據(jù)對(duì)LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)中終端通信話務(wù)量區(qū)域、時(shí)間相關(guān)集中分布，類似毛刺的脈沖形狀業(yè)務(wù)量變化規(guī)律對(duì)整個(gè)LEO 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)造成一定影響問題的分析，提出一種基于LEO 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)提供對(duì)衛(wèi)星終端以Ad h

4、oc 方式異構(gòu)組網(wǎng)支持的終端雙模組網(wǎng)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(wǎng)路由查找算法(Geographic Location BasedRoute-GLBR)。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明：該組網(wǎng)模型和路由算法可有效削減LEO 衛(wèi)星通信系統(tǒng)熱點(diǎn)小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)流量尖峰，在相同點(diǎn)波束信道數(shù)下達(dá)到同時(shí)降低呼叫阻塞率與提高信道有效利

5、用率的目的。 2）從對(duì)無線傳感網(wǎng)信息場(chǎng)分布分析結(jié)果與工程實(shí)用化需求出發(fā)，提出與一般研究文獻(xiàn)關(guān)于無線傳感網(wǎng)由大量同構(gòu)、微小、資源受限、隨機(jī)分布在興趣區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)配置模型不同的一種異構(gòu)配置模型（WSNHEDPM-Wireless Sensor NetworkHetergeneous DePloyment Model），對(duì)該異構(gòu)配置模型的配置成本、功耗和生存時(shí)間進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)分析。分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種異構(gòu)配置方案是

6、對(duì)于無線傳感網(wǎng)更為普遍應(yīng)用環(huán)境的更為合理、實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)配置方案。 3）對(duì)未來無線網(wǎng)絡(luò)中多網(wǎng)并存下的無線資源管理與效用（Utility）最大化方法進(jìn)行研究。提出一種LEO 衛(wèi)星通信系統(tǒng)中針對(duì)異構(gòu)業(yè)務(wù)的靈活帶寬預(yù)留機(jī)制（FlexibleBandwidth Reservation Scheme-FBRS）。根據(jù)未來無線網(wǎng)絡(luò)中各參與方效益組成及其對(duì)于系統(tǒng)長期收入影響的分析，提出一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)效用的資源管理算法(UORRMA-UtilityO

7、riented Radio Resource Management Algorithms)。該算法由系統(tǒng)定價(jià)策略、業(yè)務(wù)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(shí)驗(yàn)表明，該策略可在多種業(yè)務(wù)與多網(wǎng)絡(luò)并存的異構(gòu)環(huán)境下達(dá)到系統(tǒng)和用戶效用最優(yōu)的結(jié)果。 本項(xiàng)目的研究受到了武器裝備預(yù)研基金項(xiàng)目（5142101080