分布式无线电和蜂窝移动通信网络结构_尤肖虎研讨.doc

分布式无线电和蜂窝移动通信网络结构 尤肖虎,赵新胜 (东南大学移动通信国家重点实验室,江苏南京210096) 　　　　　　　 　　摘　要:　研究了分布式无线电在蜂窝移动通信网络中的应用,在分析蜂窝移动通信系统和相关技术发展趋势的基础上,针对未来蜂窝移动通信系统将使用多入多出天线(MIMO)、多载波传输技术、光纤无线电技术、移动IP协议和2GHz以上的工作频点进行网络构架等需求,探讨一种新型的广义小区式蜂窝移动通信网络结构、无线资源管理模型和切换算法. 　　关键词:　分布式无线电;蜂窝移动通信系统;广义蜂窝小区结构;无线资源管理模型;切换算法 中图分类号: TN929. 5　文献标识码:　:0372-2112(2004)12A-016-06 Abstract:　Distributed radio and its application in cellularmobile communications system are investigated.Based on the analysis of evolution trends of mobile communications system and related key technologies,a novel generalized cell structure,radio resource management model and handover algorithmforfuture mobile communications system are proposed tomeetthe requirementof newtech- nology applications like MIMO,multi-carrier,radio over fiber,mobile IP and higherworking frequency. Key words:　distributed radio;cellular mobile communications system;generalized cell structure;radio resource management model;handover algorithm 1　引言 　　随着无线通信系统不断发展,无线频谱资源短缺与通信 业务量增长之间的矛盾愈显突出,通过对无线网络合理构架 提高无线频谱资源利用率和系统功率效率和对频率、时间和 空间等多维无线资源充分复用方法,使无线通信系统的系统 容量、频谱效率和无线宽带业务承载能力有数十倍提高已成 为各无线通信系统技术标准研究发展的主要方向[1].移动通 信系统为了满足无线信号全范围覆盖和有效利用无线频谱资 源的网络设计需求,通常可采用六边形等效全向天线无线信 号传播特征并组成蜂窝小区形式无线网络结构[2],蜂窝式网 络结构可降低无线信号发送功率和进行频率复用,较大程度 上方便了无线网络优化设计和无线资源充分复用.由于无线 通信业务量增长和各种新业务的涌现,旨在优化设计无线系 统和网络体系结构的改进方法在系统的演进过程中应运而 生,并在各种无线通信系统技术标准中得到应用.其中,分布 式无线电是在蜂窝移动通信网络发展中为适应无线网络容量 提高、覆盖范围扩大和多种无线业务增长等需求而形成的一 种分布式无线网络系统. 分布式无线电是指通过光纤无线电等宽带传输技术[3～ 5] 将移动通信网的基站(BTS)和远程天线单元(RAU)分开,基站 的无线信号和基带信号在不同的地理位置上处理使基站和天 线由传统的集中放置的方法改变为分开放置,基站的无线覆 盖小区可由多个分散放置的天线组成.在无线网络进行规划 设计时,基站天线的布置可以根据无线信号覆盖和用户容量 需求灵活地放置和延伸,以便于通过无线信号覆盖范围的规 划、频率 空间等无线资源的合理复用和不同位置多个天线的 信号发送有效地抗击无线信号衰落等优化设计方法提高移动 通信网的系统容量和服务质量(QoS). 本文首先介绍了蜂窝移动通信系统网络结构的发展和分 布式无线电在移动通信网中的应用,对蜂窝移动通信系统和 相关技术的发展趋势进行了系统地分析研究,最后探讨一种 能够适应各种无线通信技术发展的广义小区式蜂窝移动通信 系统及其无线资源管理模型和切换算法. 2　蜂窝移动通信网络结构 　　蜂窝移动通信网络优化设计准则是提高系统容量、扩大 无线覆盖范围、提供较好的业务传输质量保障、适应各种新业 务发展、减少每个用户业务传输的网络代价和网络规划时要 考虑网络系统演进或设备更新的适用性[6].在移动通信系统 收稿日期: 2004-08-01;修回日期: 2004-11-20 基金项目:国家自然科学基金(No;863计划项目(No.2