基于IEEE 802.16e标准的移动性管理研究

论文摘要

在过去几十年中,移动手持设备包括蜂窝电话已经变得非常普及。当前能提供语音和高速宽带数据业务的新型系统正在发展之中。最初的IEEE 802.16标准是为固定终端而制定的,而之后制定的扩展版本IEEE 802.16e标准意在为移动的终端提供高速接入业务。作为对移动性能的扩展,IEEE 802.16e定义了两个新的功能,即睡眠模式操作和切换过程。本文在简要介绍移动接入标准的前提下,重点描述了MAC层的关键技术睡眠模式和切换过程的操作过程和相关参数,之后对二者进行了性能分析和技术改进。本人的主要工作如下:1.根据IEEE 802.16e标准的定义,在同时考虑上行和下行数据传输的情况下,使用概率统计方法对睡眠模式中的节能类型Ⅰ进行了数学建模,讨论了睡眠模式中各个参数对于能量消耗的影响以及对于下行帧时延大小的影响,指出了二者之间存在的折衷关系,最后我们采用MATLAB工具对分析结果进行了仿真。2.IEEE 802.16e标准定义了睡眠模式以及三种节能类型,但是如何有效的管理睡眠模式并没有规定。我们根据三种节能类型的特性以及五种数据传输业务类型的特性,提出了一种有效的睡眠模式管理方案。论文设计的节能类型参数意在扩大睡眠窗口,同时抗扩展机制的使用能够减少节能类型的数量,从而延长不可见间隔的长度,降低了能量的消耗。分析和仿真结果都表明我们提出的机制能够在保证连接的服务质量的情况下,最小化移动台的能量消耗。3.IEEE 802.16e标准为支持移动终端而定义了切换操作,为了进一步降低切换过程中的掉话率以及切换次数,我们提出了一种既利用下行信号,又利用上行信号的切换机制。在传统的切换机制中,只有下行信号被用来决定切换的发起和执行,从而在移动台切换到相邻的小区的时候能够保持较好的下行信号质量;然而上行信号质量可能在切换过程中严重变差。为了解决这个问题,我们新提出的联合滞后切换机制同时基于上下行信号来决定和执行越区切换。另外,由于该机制要基于上行信号来发起切换,从而减少了对非切换区域的无必要的扫描。分析和仿真结果表明联合滞后切换与传统的移动台协助切换相比能够降低10%的掉话率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略语
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的选题背景
• 1.2 论文的主要工作
• 1.3 论文内容安排
• 第二章 IEEE 802.16e标准的移动性管理介绍
• 2.1 IEEE 802.16e标准概述
• 2.2 睡眠模式
• 2.2.1 介绍
• 2.2.2 节能类型Ⅰ
• 2.2.3 节能类型Ⅱ
• 2.2.4 节能类型Ⅲ
• 2.2.5 睡眠模式中的周期测距
• 2.2.6 睡眠模式中MDHO/FBSS差异集合的维护
• 2.3 MAC层切换过程
• 2.3.1 网络拓扑的获得
• 2.3.2 切换过程
• 第三章 IEEE 802.16e标准睡眠模式机制的性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 能量消耗分析模型
• 3.3 下行帧时延模型
• 3.4 仿真结果
• 3.5 结束语
• 第四章 基于IEEE 802.16e的睡眠模式管理机制
• 4.1 介绍
• 4.2 背景知识
• 4.3 睡眠模式管理方案
• 4.4 性能分析
• 4.5 仿真结果
• 4.6 结论
• 第五章 基于IEEE 802.16e的改进硬切换方式
• 5.1 前言
• 5.2 IEEE 802.16e中的切换模式
• 5.3 提出的硬切换模式
• 5.4 性能评估
• 5.5 结论
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要工作总结
• 6.2 前景与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表的学术论文及研究成果
• 学位论文评阅及答辩情况表