基于延迟预测的结合Ad-hoc多跳转发的蜂窝网链路层协议：MDRC的研究与仿真

摘要

近十年来,随着移动通信业的发展,移动用户的数量和用户的业务量都以迅猛的速度提升,持续增长的数据业务需求和有限的容量是现有蜂窝系统面临的重大问题.较之传统的语音业务来说,数据业务的分布非常不均匀并且更具突发性,这使得即使是在第三代系统中,尽管系统容量有了较大的提升,但在通信的高峰时期,阻塞的情况仍然有可能在某些小区内发生.传统的蜂窝网采用静态信道分配策略(FCA),使得系统设备和信道分配工作变得非常简单.但业务量的非均匀分布问题导致虽然业务量并未达到整个系统的容量,但是一部分业务请求仍然会因为部分小区的拥塞而得不到满足.动态信道分配策略(DCA)能弥补FCA的缺陷,但DCA通常需要非常复杂的中心控制,造成较多的设备冗余.在该论文中,我们将Ad hoc网络运用于蜂窝网,通过基于延时估计的ad hoc的多跳转发机制,将业务量繁忙的小区(热区)的业务部分的分流到邻近相对空闲的小区(冷区),来提高小区的容量,达到信道的动态分配.我们称之为:MDRC(Multi-hop Data Relay Cellular).第一章是绪论,介绍了移动通信技术的发展,如今面临的问题和ad hoc网络的发展.第二章对蜂窝网无线通信系统进行了描述.首先介绍蜂窝系统容量的概念和系统容量的含义.然后详细介绍了蜂窝网无线通信系统的容量扩展技术、信道分配技术.第三章分别就ad hoc网络的特点、ad hoc网络的信道接入以及ad hoc网络的路由做了比较详细的介绍.第四章主要介绍MDRC.首先详细介绍了MDRC的系统模型以及MDRC ad hoc网络路由的建立与更新.然后结合仿真,描述了MDRC中基于延时的转发策略.这是MDRC区别于其他cell-ad hoc网络的最大特点.第四章还通过理论计算,分析了MDRC对流量平衡的作用.第五章,针对MDRC的各种节点,结合仿真实现,详细介绍了MDRC协议的流程.并通过仿真来验证了MDRC的性能.

目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1.无线移动通信的发展

1.2.Ad hoc技术

1.3.无线移动通信系统的容量问题

1.4.论文的主要研究内容

第2章蜂窝网系统容量扩展技术

2.1.蜂窝概念及系统容量

2.1.1.蜂窝的概念

2.1.2.同频干扰和系统容量

2.2.容量扩展技术

2.2.1.容量扩展体系结构的方法

2.2.2.信道分配技术[7]和容量扩展

2.3.流量平衡技术(Load Balancing)

2.3.1.调整小区面积实现流量平衡

2.3.2.利用Ad Hoc网络实现流量平衡

第3章Ad hoc网络

3.1. Ad hoc网络简介

3.1.1. Ad hoc网络的特点

3.1.2.Ad hoc网络面临的问题

3.2.Ad hoc网络的信道接入

3.2.1.隐藏终端和暴露终端

3.2.2.IEEE802.11 DCF基本接入方式

3.2.3.DCF基本接入机制的改进

3.3.Ad hoc网络的路由协议

3.3.1.常规路由协议在Ad hoc网络中的问题

3.3.2.Ad hoc网络中常用的路由技术

第4章MDRC策略

4.1. MDRC介绍

4.2.MDRC的系统描述

4.2.1.MDRC的系统模型

4.2.2.路由的建立与更新

4.2.3.基于延迟预测的转发策略

4.3.业务流量分析

4.3.1.流量分析模型

4.3.2.业务量负载方程

第5章MDRC的仿真

5.1.网络仿真技术及其特点

5.1.1.网络仿真技术的特点

5.1.2.OPNET网络仿真软件

5.2.MDRC的仿真

5.2.1.节点模型及各节点的工作流程

5.2.2.仿真参数

5.2.3.仿真结果

结束语

致谢

参考文献