无线蜂窝通信网技术及其拓扑结构设计

摘  要
蜂窝无线接入网络接入Internet已经成为第三代移动通信系统的关键课题。蜂窝移动通信网络的核心特性是终端移动性、个人移动性和业务移动性。这就给电信运营商提出这样一个难题：构造一个什么样的网络来满足上述要求。IEFT（Internet Engineering Task Force）的移动IP（Mobile IP）协议规定，在IP层实现大范围移动的标准解决方案，但这并没有解决全部问题，其中包括蜂窝移动用户接入Internet的问题。
现代无线终端技术及通信技术迅速发展,对主机移动性的需求越来越高。移动IP技术是一种简单可升级的全球性解决主机移动性的方案,它较好地解决了移动主机宏移动性的问题,但是缺乏对快速移动性的支持;而蜂窝IP技术则充分考虑到与现有的以及将来的移动通信网络结合的问题,充分利用了它们所能够提供的快速切换能力,为移动主机提供了很好的微移动性支持。这两种技术的结合将成为未来移动互联技术的发展方向之一。这里对蜂窝IP作了简单的介绍,并且针对现有的几种不同蜂窝拓扑,创新提出了另外3种新的蜂窝拓扑,对所有的这些拓扑结构的蜂窝IP性能作了比较分析。

关键词：蜂窝IP,路由,呼叫,切换,拓扑, Cellular IP,Routing,Call,Switch,   Topology

ABSTRACT
Cellular wireless access network connected to the Internet has become the third generation mobile communication system the key issues. Cellular mobile communications network is the core of mobile terminals, personal mobility and business mobility. These telecom operators to make such a difficult question: what kind of a tectonic network to meet those requirements. IEFT (Internet Engineering Task Force) movement IP (Mobile IP) agreement, the IP layer to achieve large-scale movement of the standard solution, but this did not solve all the problems, including cellular mobile users Internet access problems.
Modern technology and wireless terminals rapid development of communication technology, the host of the growing demand for mobile high. Mobile IP is a simple technique can escalation of the global movement to solve host of the programmer, which can solve the mobile host of Acer's mobile, but the lack of fast-moving nature of the support and cellular IP technology is now fully into account and Some, as well as the future of mobile communication networks with the issue and make full use of them can provide the ability to quickly switch to mobile hosts provided a good micro-mobility support. The combination of these two technologies will become the future development of mobile Internet technology in one direction. Here on a simple cellular IP, and against the existing number of different cellular topology, innovation put forward three new cellular topology, for all these cellular topology of a comparative analysis of IP.

Key words：Cellular IP   Routing   Call   Switch   Topology

无线蜂窝通信网技术的突飞猛进的发展提出了支持多业务的要求。新的第三代移动通信系统将支持多媒体业务，也就是说将同时支持包括话音、数据、视频或它们的组合在内的多种业务。在这种系统得以实现之前，人们必须深入地研究与之相关的很多关键技术。
因此，如何提高有限的无线频谱资源的利用率，从而使得系统可容纳更多的用户，增大系统的容量，以及实现能同时支持多种具有不同服务质量要求的通信业务的越区切换策略，成为目前研究的热点之一。
我们可以将一个蜂窝无线移动通信网视为有线网和移动终端之间的接口。从无线通信的术语上讲，移动通信终端是一些低功耗的通信设备。基站则是负责联络移动通信终端和无线交换网络的通信设备。基站的覆盖范围是有限的，通常其覆盖半径从几十米到几公里不等。在蜂窝移动通信系统中，整个服务区域被划分为很多小区域，每个小区域由一个基站覆盖。当一个移动用户发出了呼叫，那么该移动用户将在距离其最近的基站或接受信号质量最好的基站之间建立起一条通信链路。
无线通信的研究涉及了诸如移动性管理、多址接入、纠错编码的设计、信源编码以及调制技术等非常广泛的课题。本论文将集中讨论无线蜂窝通信系统中的越区切换技术，尤其是支持多业务的切换技术。

微蜂窝技术是一种提高蜂窝网络系统容量的快速有效方法，它作为一个现有蜂窝网络的延伸，在无线通信组网中扮演着重要的角色。灵活运行微蜂窝技术，建设一个高质的微蜂窝网络，无论是在提高系统利用率，还是在改善网络深度覆盖情况，都能取得很好的效果。
本文简单的介绍了蜂窝IP的发展和一些应用，集中介绍了蜂窝的拓扑，并给出了几个蜂窝拓扑结构图型，更形象的体现出蜂窝IP拓扑的重要性，通过拓扑解决了许多当前数字通信中覆盖面小、话务容量少等相关方面的问题。
在一个CIP网络中缓存更新的数量取决于结点连接的方式以及在一个网络/网关内互相连接的结点的数目。探讨蜂窝拓扑的目的是为了找到一个最优的互相连接的网络结构,它能够最小化一个CIP网络中缓存更新的数量。
从以上的讨论可以看出,在一个实际的蜂窝环境中,CIP的执行应该满足以下的要求:最小化交叉距离(如果可以的话),最小化连续缓存更新的数目。
总而言之,CIP也许不适合一种通用的网络拓扑,然而它能够被修改和最优化以适合特定的网络结构。

目  录   12000字
摘  要 I
ABSTRACT I
引言 1
绪论 2
1 蜂窝IP技术研究的现状 5
1-1 蜂窝IP技术的发展史 5
1-2 移动通信发展趋势 7
1-3 最早的无线个人通信系统 8
1-4 发展现状 9
2 微蜂窝主要构成部分 11
2-1 微蜂窝层 11
2-2 传输组网 11
2-3 微蜂窝的优化 12
2-3-1发射功率控制 12
2-3-2切换边界及参数调整 12
3 微蜂窝的应用 13
3-1 快速组成微蜂窝层，提高系统容量 13
3-2 作为室内覆盖的信号源，消除室内盲区 13
3-3 在边元区域提供覆盖 13
3-4 应急通讯 13
3-5 切换过程 13
3-5-1硬切换（hard handoff） 14
3-5-2半软切换（Simi soft handoff) 14
(毕业设计)
4 蜂窝的6种拓扑结构 16
结论 22
致谢 23
参考文献: 24