基于WiMAX/TD-SCDMA的网络融合与切换机制的研究

基于WiMAX/TD-SCDMA的网络融合与切换机制的研究

论文摘要

随着无线移动通信技术的迅猛发展,移动通信给人们的生产、生活方式带来了深刻的变革。现有的无线网络技术,如Wi-Fi、WiMAX、TD-SCDMA、Ad Hoc等,都有各自的特点和适用的环境,任何一种网络都不能独立支持所有业务发展的需要。在未来,网络的发展必然是互补共存,而不是简单的取代,只有融合各种技术优势才能提供更好更全面的服务。WiMAX是一种宽带无线接入技术,其数据传输速率要高于TD-SCDMA所能提供的速率,基站信号覆盖范围也更广,但WiMAX的缺陷在于移动性受到限制。TD-SCDMA继承了蜂窝网络连续覆盖的能力,能实现无缝漫游要求,支持高速移动,这正是WiMAX所欠缺的。可以说,WiMAX主要提供中低速移动性下的高速率数据业务,而TD-SCDMA主要提供高速移动性下的中低速率语音和数据业务。考虑到WiMAX和TD-SCDMA的互补性,这两种网络的融合将会为用户提供高质量的、多样化的、无处不在的服务。目前,对同构网络的研究比较成熟。对异构网络的研究虽然在近年来慢慢受到越来越多的关注,但是由于WiMAX和TD-SCDMA这两种技术都是新兴起的技术,国内外对两者融合问题的研究还很少、而且现有的研究也尚处于初级阶段,因此对其进行深入的研究是十分重要和极有意义的。本文主要对WiMAX/TD-SCDMA异构网络融合及其切换机制进行了研究。对于WiMAX/TD-SCDMA异构网络的融合,文中首先研究了WiMAX技术和TD-SCDMA技术,并比较了两种技术的特点;接着分析了WiMAX与TD-SCDMA融合的可行性,并提出WiMAX与TD-SCDMA网络融合方案,其中包括了紧耦合和松耦合两种方案。对于WiMAX/TD-SCDMA异构网络的切换机制,文中着重进行了垂直切换判决算法和垂直切换执行算法的研究。本文将切换分成两类:移动节点驱动的切换和基站驱动的切换。针对移动节点驱动的切换,提出了基于模糊控制预判决辅助的WiMAX/TD-SCDMA垂直切换判决算法。与一般的垂直切换判决算法不同,本算法采用了预判决辅助机制,能有效地节省系统开销、提高切换判决效率。而且本算法基于多指标判决模糊控制,一方面能够较为全面地考虑到切换判决的因素;另一方面简化了对切换判决指标的处理,避免建立精确的数学模型,有利于增强算法的适应能力。仿真结果表明,该算法能做出及时准确的切换判决,有效抑制乒乓效应,减少不必要的切换。针对基站驱动的切换,提出了基于代价函数的WiMAX/TD-SCDMA垂直切换判决算法。在该算法中,给出用于计算移动节点切换代价的代价函数,选择切换代价值低的移动节点进行切换,以缓解当前接入网络的重负载,达到平衡整个网络系统负载、最大化网络资源利用率和最小化呼叫阻塞率及呼叫掉线率的目的。鉴于垂直切换执行过程对于垂直切换的性能至关重要,本文提出了基于MIHF的快速层次移动IPv6垂直切换执行算法,同时给出了在WiMAX/TD-SCDMA异构网络下的垂直切换执行过程。该算法的特点在于引入了媒介独立切换功能(MIHF),并且结合了层次型移动IPv6 (HMIPv6)和快速移动IPv6 (FMIPv6)各自的优点,使得该算法相比于MIPv6、HMIPv6和FMIPv6更具优势。仿真结果表明,该算法能明显改善垂直切换的性能,切换延时小、信令开销少、数据丢包率低。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 课题研究背景和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 论文的主要研究内容和章节安排
  • 2 WiMAX与TD-SCDMA网络融合
  • 2.1 WiMAX宽带无线接入技术
  • 2.1.1 WiMAX与IEEE802.16标准
  • 2.1.2 WiMAX应用场景
  • 2.1.3 WiMAX关键技术
  • 2.2 TD-SCDMA蜂窝通信技术
  • 2.2.1 TD-SCDMA系统简介及发展历程
  • 2.2.2 TD-SCDMA关键技术
  • 2.2.3 TD-SCDMA系统的网络结构
  • 2.3 WiMAX与TD-SCDMA融合可行性
  • 2.3.1 业务融合
  • 2.3.2 技术融合
  • 2.3.3 网络融合
  • 2.4 WiMAX与TD-SCDMA网络融合方案
  • 2.4.1 紧耦合方案
  • 2.4.2 松耦合方案
  • 2.4.3 两种方案比较
  • 2.5 本章小结
  • 3 基于WiMAX/TD-SCDMA异构网络的垂直切换判决算法
  • 3.1 垂直切换基本概念
  • 3.2 垂直切换判决算法的研究现状
  • 3.3 WiMAX/TD-SCDMA网络系统模型及切换分析
  • 3.3.1 WiMAX/TD-SCDMA网络系统模型
  • 3.3.2 切换原因分析
  • 3.3.3 切换场景分析
  • 3.4 基于模糊控制预判决辅助的WiMAX/TD-SCDMA垂直切换判决算法
  • 3.4.1 系统组成
  • 3.4.2 预判决辅助机制
  • 3.4.3 切换判决指标
  • 3.4.4 模糊控制
  • 3.4.5 切换判决算法
  • 3.4.6 仿真分析
  • 3.4.7 算法小结
  • 3.5 基于代价函数的WiMAX/TD-SCDMA垂直切换判决算法
  • 3.5.1 算法分析
  • 3.5.2 归一化切换判决指标
  • 3.5.3 代价函数
  • 3.5.4 切换判决算法
  • 3.5.5 仿真分析
  • 3.5.6 算法小结
  • 3.6 本章小结
  • 4 基于移动IP的WiMAX/TD-SCDMA异构网络垂直切换执行算法
  • 4.1 移动IP技术
  • 4.1.1 移动IP基本概念
  • 4.1.2 移动IP工作机制
  • 4.2 移动IPv6分析
  • 4.2.1 移动IPv6(Mobile IPv6,MIPv6)
  • 4.2.2 层次型移动IPv6(HMIPv6)
  • 4.2.3 快速移动IPv6(FMIPv6)
  • 4.3 垂直切换执行算法的研究现状
  • 4.4 基于MIHF的快速层次移动IPv6垂直切换执行算法
  • 4.4.1 媒介独立切换功能(MIHF)
  • 4.4.2 基于MIHF的快速层次移动IPv6切换执行过程
  • 4.4.3 切换性能分析
  • 4.5 仿真分析
  • 4.5.1 仿真环境
  • 4.5.2 仿真结果
  • 4.6 本章小结
  • 5 总结与展望
  • 5.1 课题研究工作总结
  • 5.2 研究课题展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].基于WIMAX/TD-SCDMA的网络融合与切换机制的研究[J]. 科技资讯 2012(13)

    标签:;  ;  ;  

    基于WiMAX/TD-SCDMA的网络融合与切换机制的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢