基于60GHz的DWCS中切换算法的研究

论文摘要

为了解决高速率数据业务需求与频谱资源紧缺之间的矛盾,通信研究者在分布式天线技术的基础上,提出了分布式无线通信系统(DWCS)的全新概念。切换过程对于任何移动通信系统都是极为重要的。对于DWCS的切换方法,已有部分研究报道,其中最为典型的是“固定天线数目区群切换算法”。同时,60GHz毫米波由于其特有的免许可性和极高的传输带宽等特点,已经成为无线通信领域的研究热点。本文首先分析了传统蜂窝小区通信系统所存在的两点局限性,即较难实现毫米波通信的无缝覆盖,以及在提高频谱利用率方面存在极限。针对这两个问题,本文引出了DWCS的概念,并结合其结构特点,详细分析了相比于蜂窝小区通信系统,DWCS在实现毫米波无线覆盖和提高频谱利用率等方面所存在的优势。然后,本文在深入讨论传统移动通信系统中切换方法的基础上,分析了移动通信系统网络结构从蜂窝小区转变为基于分布式天线网络架构之后,对系统切换方法的影响,即DWCS中的切换不再是以基站为中心,而是以移动台为中心。并详细介绍了DWCS中现有的区群切换和信道切换算法。最后,本文利用OPNET网络仿真软件,对60GHz无线信道和DWCS进行了建模,并以此为基础,重点研究在60GHz毫米波作为DWCS中无线载波频率的情况下“固定天线数目区群切换算法”的性能指标。仿真结果表明, DWCS中区群切换比传统越区切换有更好的切换性能；在综合考虑信号服务质量和天线利用效率的情况下,区群中天线数目选择4较为适宜。本文发展了适用于60GHz无线通信系统的切换方法,为建立未来通信系统做出了一定的探索。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 移动通信系统的发展与现状
• 1.2 分布式无线通信系统
• 1.2.1 分布式无线通信系统体系结构
• 1.2.2 分布式无线通信系统信号流程
• 1.2.3 虚拟小区
• 1.2.4 分布式无线通信系统的结构优势
• 1.3 60GHz毫米波的特性和优势
• 1.3.1 抗干扰性和高安全性
• 1.3.2 免许可性和国际通用性
• 1.4 切换技术的发展和现状
• 1.5 本文研究意义及内容安排
• 2 蜂窝小区通信系统中的越区切换
• 2.1 越区切换的原因
• 2.2 越区切换的控制方式
• 2.3 越区切换的过程
• 2.4 越区切换的性能评价标准
• 2.5 蜂窝小区通信系统中的切换判决算法
• 2.5.1 基于阈值门限和滞后余量的切换算法
• 2.5.2 基于方向辅助的切换算法
• 2.5.3 综合信道SNR、小区负载和切换处理时间的切换算法
• 2.5.4 基于延迟决策的切换算法
• 2.5.5 TD-SCDMA中的接力切换算法
• 2.5.6 基于距离信息的自适应切换算法
• 3 分布式无线通信系统中的切换
• 3.1 分布式无线通信系统的切换过程
• 3.2 分布式无线通信系统中的动态信道分配算法
• 3.3 分布式无线通信系统中的切换算法
• 3.3.1 单区切换
• 3.3.2 区群切换
• 3.3.3 信道切换
• 4 仿真方案和结果分析
• 4.1 基于60GHz的DWCS仿真模型
• 4.1.1 无线信道传播特性
• 4.1.2 60GHz无线信道模型
• 4.1.3 系统网络层模型
• 4.1.4 天线模型
• 4.1.5 移动台模型
• 4.1.6 60GHz调制方式的选择
• 4.2 仿真方案
• 4.3 仿真结果分析
• 4.3.1 区群中天线数目分析
• 4.3.2 切换算法性能评价指标分析
• 5 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集