多跳蜂窝网络技术

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。

2.　弥补覆盖缺陷问题的定量分析

如前所述，引入自组织方式可以有效地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，比较重要的文章有两篇：文献[8]和文献[12]。文献[8]认为略微增加移动台的复杂性引入中继方式，就可以增强GSM网络覆盖，文中在单小区情况下，仿真分析了移动节点的个数、死区的个数和死区的平均大小等因素对系统吞吐性能的影响；文献[12]认为在3G系统中引入多跳直通模式可以有效地减少"死区"，而且高效的信道空间重用率可以抵消多跳带来的额外信令开销。但是这些工作，并没有定量的刻画和评估弥补覆盖缺陷问题。虽然引入自组织方式会有效的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。

3.　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）、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，就不可回避的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的通信方式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服务质量要求的准则和决策算法是比较困难的。

4.　混合路由问题

与单纯自组织网不同，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，如A类节点。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？

混合式路由模式是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、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。

4结论

多跳蜂窝网络已经成为移动通信领域的热点问题之一。本文总结了目前蜂窝系统与自组网相结合的研究现状，提出了统一的网络构架,对既有网络中不存在的一些关键技术问题进行了分析。一种新的网络构架的产生必然会带来更多的未认识到的问题，所以对多跳蜂窝网络的各个方面的各种问题还需要投入大量的研究工作以获得深入的研究成果。希望本文能够起到抛砖引玉的作用，以推动国内同仁对该问题的研究。