TD-SCDMA与Ad hoc网络融合的MAC协议研究

摘要

本学位论文的研究课题来源于江苏省科技成果转化专项资金项目“基于多网融合技术的TD-SCDMA多模终端的研制及产业化(BA2006101)”，其主要任务是分析TD-SCDMA蜂窝网与自组织网络(Ad hoc Networks)相融合的关键技术，提出一种将TD-SCDMA与Ad hoc网络相融合的媒体接入控制(MAC，Medium Access Control)层协议。 Ad hoc网络与TD-SCDMA蜂窝移动系统相结合，能够利用移动终端的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围、均衡相邻小区的业务、提高小区边缘的数据速率等等。本文在TD-SCDMA标准的空中接口上，根据终端不同的工作模式提出了时隙划分策略，在此基础上提出了一种将TD-SCDMA与Ad hoc网络融合的MAC协议，该协议是冲突避免的，有效地解决了暴露终端与隐藏终端的问题，结合功率控制算法，还有效地降低了功耗，提高了整个网络的容量。 本文分五章。第1章介绍课题背景、课题内容以及本学位论文的章节安排。第2章概述蜂窝网与Ad hoc网络融合的优势及发展趋势，讨论了国际上的研究现状，并对国际上提出的几种模型进行了分析。第3章首先重点介绍TD-SCDMA标准的物理层和MAC层，然后讨论Ad hoc网络的分层参考模型和关键技术，详细介绍了Ad hoc的MAC层技术。第4章首先提出TD-SCDMA与Ad hoc网络融合的网络模型，划分了三种工作模式，然后针对不同的工作模式提出了时隙的划分策略，在逻辑上定义了网关模式与Ad hoc模式下的帧结构，在此基础上提出了一种结合功率控制的MAC协议。第5章首先推导了TD-SCDMA与Ad hoc网络融合后基站的上行链路极限容量公式，论证了TD-SCDMA与Ad hoc网络相融合后可以提高整个系统的用户容量，然后分析了Ad hoc模式下系统的接入概率、吞吐量与接入时延等性能指标。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

声明

第1章绪论

第2章蜂窝网与Ad hoc网络的融合方案

2.1 iCAR融合方案

2.2 UCAN融合方案

2.3 PARCe1S融合方案

2.3.1转发机制

2.3.2拥塞状态

2.4 MACA融合方案

2.4.1 MACA体系结构

2.4.2 MACA的切换操作

2.5 MCN融合方案

2.6本章小结

第3章TD-SCDMA与Ad hoc网络的关键技术

3.1 TD-SCDMA标准概述

3.1.1 TD-SCDMA空中接口

3.1.2 TD-SCDMA MAC层协议

3.1.3信道结构及映射

3.1.4 MAC层功能描述

3.2 Ad hoc网络简介

3.2.1 Ad hoc网络的分层结构

3.2.2 Ad hoc的MAC层协议

3.3 TD-SCDMA 与 Ad hoc网络的融合

3.3.1融合的优势

3.3.2关键技术问题

3.4本章小结

第4章TD-SCDMA与Ad hoc融合的MAC层协议

4.1 TD-SCDMA与 Ad hoc融合的网络模型

4.2CDMA系统中的功率损耗问题的解决

4.3空中接口的调整

4.3.1空中接口的定义与分配策略

4.3.2扩频码的使用

4.4TD-SCDMA与Ad hoc网络融合的MAC协议

4.4.1广播信道的作用

4.4.2信道的接入方式

4.4.3信道资源的管理

4.4.4通信速率的提高

4.4.5时隙的释放

4.4.6结合功率控制的MAC协议

4.5消息类型

4.6本章小结

第5章 TD-SCDMA与Ad hoc融合的性能分析

5.1 Ad hoc对TD—SCDMA上行链路容量的影响

5.1.1干扰比率对容量的影响

5.1.2Ad hoc通信节点数对网络容量的影响

5.1.3功率控制对容量的影响

5.2 Ad hoc网络的性能分析

5.2.1平均接入概率

5.2.2吞吐量分析

5.2.3平均消息时延分析

5.3本章小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果