IEEE 802.16e系统的切换算法与准入控制策略的研究

摘要

以实现车载速度下的实时多媒体业务为目标的IEEE 802.16e移动宽带无线接入标准的出现为宽带无线的发展带来了新的机遇，引起了业界的广泛关注。然而，多媒体业务与无线移动的结合给研究领域带来很多新的挑战，例如如何高效地利用有限的资源，如何实现无缝的端到端的连接等等，其中最为核心的问题是如何保证服务质量(Quality of Service，QoS)。IEEE 802.16e系统的QoS保证面临着无线信道的不确定性，移动用户的动态分布和业务种类的多样性等问题。为了在IEEE 802.16e系统中提供有效的QoS保证，本文将重点研究IEEE 802.16e系统的切换算法与呼叫准入控制策略。 切换是移动网络最重要的技术之一，直接影响着通信系统的整体性能。本文研究了IEEE 802.16e系统基于CIR的软切换机制，提出绝对门限和相对门限相结合的软切换触发和判决算法。通过仿真研究了各参数对平均切换次数、切换损耗概率和系统频谱利用率的影响，并在这些系统性能之间寻求折中。 呼叫准入控制(Call Admission Control，CAC)策略是实现QoS保证的最关键的技术之一。传统的CAC策略都是基于信道或带宽的预留，然而这些策略在IEEE 802.16e OFDMA系统中是不适合的：1)OFDMA系统支持灵活的子信道和功率分配算法，而预留一部分子信道给切换用户，会导致带宽利用率的降低；2)带宽和功率之间存在可互换的关系，分配尽可能多的信道给用户而预留功率，可以降低基站的发射功率，减少对相邻小区的干扰，从而提高系统的下行容量。因此，本文提出了基于功率预留的准入控制策略。首先介绍一种资源分配算法，该算法将可用信道完全分配从而实现基站发射功率最小化。在此基础上，分别为小区间切换用户和小区内切换用户设计预留策略，并根据系统的业务载荷自适应地调整功率预留量，从而实现GoS的最优化。 完全使用所有信道而只预留功率，在信道资源相对匮乏的系统中也不合适。因此，本文又提出了功率与信道联合预留的准入控制策略，并通过仿真将功率与信道联合预留、功率预留和信道预留三种预留方式的系统性能进行了比较。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究背景

1.2相关研究

1.2.1切换算法的相关研究

1.2.2准入控制策略的相关研究

1.3研究动机和意义

1.3.1切换算法的研究动机和意义

1.3.2准入控制算法的研究动机和意义

1.4本文主要研究内容和结构安排

第二章IEEE 802.16e的软切换算法

2.1 IEEE 802.16e标准的切换机制

2.1.1切换类型

2.1.2切换过程

2.1.3分集组的更新

2.2系统模型

2.2.1网络模型

2.2.2业务模型

2.2.3信道模型

2.2.4移动模型

2.2.5分集信号的合并处理

2.3切换算法

2.3.1切换的触发和判决

2.3.2分集组的更新

2.3.3软切换过程分析

2.4算法仿真

2.4.1仿真参数设置

2.4.2仿真结果

2.5本章小结

第三章基于功率预留的准入控制策略

3.1系统模型

3.1.1网络模型

3.1.2信道模型

3.1.3业务模型

3.1.4移动模型

3.2准入控制策略

3.2.1准入控制模型

3.2.2准入控制的触发机制

3.3子信道与功率分配算法

3.4功率预留策略

3.4.1为小区间切换用户预留功率

3.4.2为小区内切换用户预留功率

3.4.3预留因子的确定

3.5数值仿真

3.5.1仿真参数

3.5.2仿真结果

3.6本章小结

第四章基于功率和信道联合预留的准入控制策略

4.1准入控制模型

4.2功率与信道的联合预留策略

4.2.1联合预留策略A

4.2.1联合预留策略B

4.3信道预留比较策略

4.4数值仿真

4.4.1仿真参数设置

4.4.2仿真结果

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2未来的研究工作

参考文献

攻读学位期间的学术论文情况

致谢