首页 >> 技术深度文章 >> 分类技术 >> 正文
Ad hoc技术在未来无线通信中的应用
2008年1月25日 13:25    中国联通网站    评论()    
作 者:李国强 靳浩

    ●网络容量分析

    虽然多跳蜂窝网络是移动通信领域中的热点问题,有许多学者正在对其进行研究,但是对于引入自组织方式后是否能带来容量上的好处还尚有争议,没有达成共识。定性地来看,引入自组织方式后多跳蜂窝网络具有三点性能优势:首先,通过多跳转发机制降低了发射功率,使得信道空间复用性提高;其次,采用自组织方式建立局部业务,减轻了基站的瓶颈效应;第三,通过转移热点小区的流量,实现资源的动态调节,提高了资源利用率。以上这些优势都有益于系统容量的提高。但是另一方面,多跳转发增加了总体的发送次数,不利于系统容量的提高。因此,综合正反两方面因素不容易直观地断定引入自组织方式后容量是否会提高,必须开展定量分析。

    目前,对这一问题进行研究的有Sphinx项目和SOPRANO项目等。Sphinx项目在ns-2平台上对他们提出的混合网络模型进行了仿真,结果表明该混合网络模型在吞吐量和功耗方面优于传统的蜂窝网络模型。SOPRANO项目分析了同步的CDMA混合网络的容量,其结论是:在CDMA蜂窝系统中增加无线路由器,仅使用功率控制技术和经典技术,不一定能够使网络吞吐量上升;但是,路由器的增加大大降低了发送功率总和,利用MIMO、智能天线、多用户检测等容量增强技术可以将功率上的降低转化为容量上的提高。但是,该结论是在一些约束条件下获得的,且没有考虑局部业务使用局域子网通信这种情况。

    ●弥补覆盖缺陷问题的定量分析

    如前所述,引入自组织方式有助于解决蜂窝网络的覆盖缺陷问题。目前,国内外对这一问题研究的较少,并没有定量的刻画和评估。虽然引入自组织方式会有效地弥补覆盖缺陷是显而易见的,但是究竟能带来多大的好处,需要做定量的分析,这对未来的网络规划、成本核算以及整体网络性能的评估是很有益处的。

    ●通信模式的选择问题

    在引入自组织方式的蜂窝系统中,有3种通信方式:自组织方式(相当于构建一个自组织局域子网,简称局域子网)、蜂窝方式(与经典的蜂窝方式相同)以及混合方式(经过多跳中继最终接入基站)。因此,当这几种通信方式都能实现用户的通信需求时,就不可回避地要解决通信方式的选择问题。

    通信方式的灵活选择是一个重要的问题,也是网络智能性和自适应性的重要体现。其研究的主要问题包括业务初始时的方式选择和业务过程中的方式转换两部分。选择算法的实质就是要在综合考虑多种相关因素的基础上确定出一个准则,依据各种业务需求和网络状态信息选择合理的通信方式。然而,由于网络状态复杂多变,支持的业务种类繁多,通信初始阶段和切换阶段通信方式的选择不仅要考虑通信范围,而且还要综合考虑当前网络资源的利用率、网络的负载均衡程度、业务的QoS要求以及用户的移动特性等各种因素。同时,如何衡量一种通信方式选择机制的优劣,确定出有效的优化函数关系也是一个研究的难点问题。所以,选定一种既能充分优化网络性能又能满足业务QoS要求的准则和决策算法是非常重要但却比较困难的问题。

    ●混合路由问题

    与单纯自组织网络不同,多跳蜂窝网络中可能还包括计算能力和存储能力都更为强大的节点。这些节点具备获得更多更准确网络状态信息的能力,能够完全或部分具备“中心”功能。因此,多跳蜂窝网络主要使用“中心”辅助路由和混合路由两种路由模式。

    “中心”辅助路由属于一种“集中式”的先应式路由。各移动用户节点向“中心”报告相关信息,“中心”根据收集到的信息以及网络中的负载情况,为用户决策路由。该路由完全由“中心”计算。这种路由模式需要进一步研究的问题是:用户节点应该向中心报告哪些信息,才能使路由智能地、自适应地避免及缓解网络中的死区和热点,进而有效地均衡负载?对于源或目的节点位于“死区”,尤其是在蜂窝覆盖之外的情况,这种“中心”路由模式该如何予以解决?

    混合式路由模式在网络中既采用完全分布式的自组织路由,也采用“中心”辅助路由。节点在向“中心”汇报信息的同时,也在维护局部信息。自组织路由能较好地解决源或目的节点位于死区及源和目的节点非常邻近(跳数很少)的情况。“中心”辅助路由适用于源和目的节点之间跳数比较多或其他通过自组织方式需要花费较大开销才能获得路由的情况。如何将自组织路由与中心辅助路由有效结合起来以提高路由性能、降低开销又能充分利用网络资源,是该种路由模式需要解决的新问题。

    三、结语

    通过对未来无线通信中Adhoc组网可能采用的几种方式的分析发现,大规模的Adhoc单独组网由于网络容量有限,很难承担日益增长的多媒体业务,因此仅有一定的研究价值而没有太大的商业价值。小规模的Adhoc网络会在家庭和会议场所得到普遍的应用,并且能够通过多种路由器接入Internet。与大规模的Ad hoc网络相比,将Ad hoc网作为接入网络与蜂窝系统相整合能够压缩基站的发射功率,扩大基站的覆盖区域,提高接入系统的速率。但是,在目前对Ad hoc与蜂窝混合组网的已有的研究成果中,仍然存在一些问题有待于进一步研究。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
关键字搜索:adhoc  无线通信  应用  
  [ 发 表 评 论 ]     用户昵称:   会员注册
 
 
  推 荐 新 闻
  技 术 动 态
  通 信 圈