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《多跳網(wǎng)絡技術在wimax網(wǎng)絡中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、多跳網(wǎng)絡技術在WiMAX網(wǎng)絡中的應用～教育資源庫 目前的無線蜂窩系統(tǒng)架構主要依賴于底層設備(基站和接入點)和用戶端設備(移動站)之間的無線鏈路來傳輸語音和數(shù)據(jù)，這樣就帶來了許多問題。首先，傳輸速率越高導致發(fā)射距離越短，基站能夠覆蓋的面積就越小。其次，未來大部分無線系統(tǒng)都將在大于2GHz頻段上應用，如此高頻段無線電信號的衰減比現(xiàn)有的1～2GHz頻段要嚴重的多，小區(qū)邊緣用戶的服務質量就得不到保證。如果繼續(xù)采取這種網(wǎng)絡結構，將無法適應未來無線應用的要求。雖然智能天線技術和編碼及信號處理技術已經(jīng)大大提高了系統(tǒng)的性能，但沒有更好的底層架構設備
2、，這些技術本身并不能滿足未來無線系統(tǒng)的要求，尤其是在范圍很大或者用戶很密集的地區(qū)。因此，設計新的網(wǎng)絡構架來彌補傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡的不足已經(jīng)是一個趨勢。同時，從經(jīng)濟成本上看，依靠增加基站的辦法成本太高，人們開始考慮能否不增加基站而達到擴展覆蓋面積且減少功率損失的問題。 作為新代寬帶無線城域網(wǎng)(AN)接入網(wǎng)絡的AX(icrodash;Mesh模式;正在制定中的802.16j標準中提出了使用中繼的多跳網(wǎng)絡架構。 1.1IEEE802.16dMesh模式 無線網(wǎng)絡受限于發(fā)射功率的影響，對于一定發(fā)射功率來說，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率越高，覆蓋范圍會越低
3、。若超過了最大允許發(fā)射功率，發(fā)送機必須降低數(shù)據(jù)傳輸速率以增加覆蓋距離。發(fā)送功率一般受標準規(guī)范和用戶設備電池的限制，所以在蜂窩系統(tǒng)中鄰近基站的用戶需要采用自適應技術以提供較高的數(shù)據(jù)速率，但數(shù)據(jù)速率會隨著與基站間隔距離增加而急劇下降。在IEEE802.16d的PMP模式下，由于工作在10～66GHz頻段，基站和用戶站之間一般采用視距傳輸或準視距傳輸。對于人口密集的城市，由于樹木、建筑物等障礙物的遮擋，許多用戶站無法和基站進行有效的通信，導致覆蓋范圍非常受限制。而在IEEE802.16d的Mesh模式下則不同，其中的每個用戶節(jié)點都是骨干網(wǎng)絡
4、的一部分，可以轉發(fā)其他用戶節(jié)點的信息。這樣可以通過跳經(jīng)一系列中間結點以提供長的端到端通信距離。在這種模式的網(wǎng)絡中存在2種節(jié)點：MeshBS節(jié)點、MeshSS節(jié)點，見圖1所示。MeshBS節(jié)點(圖中黃顏色圈代表)類似于網(wǎng)絡中的基站，與其他主干網(wǎng)絡相連，作為AXMesh到外網(wǎng)的接口實現(xiàn)寬帶接入;MeshSS節(jié)點既可以實現(xiàn)本地用戶的寬帶接入，又可以轉發(fā)其他節(jié)點的數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)傳送到目的節(jié)點，作用于一個中繼站?！ ∨cPMP模式下的基站到用戶站之間的距離相比，Mesh模式下各結點之間的距離相對較短，每一跳可以完成比直接通信高得多的數(shù)據(jù)傳輸速率
5、，使在長距離的端到端通信系統(tǒng)中同樣能支持高數(shù)據(jù)傳輸速率。并且每個結點只需傳輸很短的距離，發(fā)送功率相對較小，從而大大降低了系統(tǒng)內的干擾并使頻率復用更加密集。另外，由于可跳經(jīng)中間結點傳送數(shù)據(jù)，信號可以繞過障礙物和本地網(wǎng)絡的阻塞物建立健壯的路由。隨著網(wǎng)絡節(jié)點的增加，網(wǎng)絡的覆蓋范圍以及靈活性也會隨之增加，在一定程度上解決了PMP網(wǎng)絡覆蓋范圍受限的問題?！ ≡谡{度方式上，802.16dMesh網(wǎng)絡可以采用集中調度方式和分布調度方式。如果采用集中調度方式，由MeshBS節(jié)點收集所有節(jié)點的資源請求信息，分別為它們分配一定數(shù)量的帶寬資源;如果采用
6、分布調度方式，包括MeshBS和MeshSS在內的所有節(jié)點應該相互協(xié)調，充分利用資源。任何一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，不能和兩跳以內的鄰近區(qū)域的其他節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞。這樣，使得Mesh網(wǎng)絡比其他自組織網(wǎng)絡更實用，更陜更容易地構建和擴展個無線城域網(wǎng)?！ ∽鳛橐豁椥屡d的先進技術，目前國內外對此研究仍處于起步階段。由于它的多跳特性，對傳統(tǒng)的MAC協(xié)議、無線資源管理、調度機制和功率控制機制等方面都提出了新的挑戰(zhàn)，諸如多跳網(wǎng)絡特有的碰撞避免機制、無線調度算法、無線路由算法、網(wǎng)絡容量問題、交叉層設計等很多關鍵技術和實現(xiàn)方案都仍需要研究和完善?！ ?
7、.2lEEE802.16j中繼模式 IEEE802.16j吼際準是移動多跳中繼MMR(MobileMulti-hopRelay),系統(tǒng)規(guī)范，通過在基站信號弱的地區(qū)布建成本相對低的中繼站RS(RelayStation)作為網(wǎng)絡拓展。主要用于擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍、提高系統(tǒng)吞吐量和容量等用途，其網(wǎng)絡亦被稱為MMR(MobileMulti-hopRelay)網(wǎng)絡。標準預計于2008年發(fā)布，它是對IEEE802.16e標準的增補，將會完全兼容IEEE802.16-2004和IEEE802.16e?！ ≡贛MR網(wǎng)絡中，用戶除了可以直接與基站聯(lián)系外，
8、還可以通過中繼站轉發(fā)基站發(fā)來的信號，且中繼站還可以通過連接到其他中繼站進行多跳轉發(fā)。中繼站具有雙重角色，對于基站它類似是用戶站;對于用戶站它類似是基站。同IEEE802.16e相比，在傳播路徑中增加了基站BS(BaseS
