基于CDMA的移动自组织网络研究

【摘要】：CDMA 自组织网络作为一种高保密性、高性能的无线网络,在军事、抢险及商业领域中具有广阔的应用前景,然而CDMA 技术与自组织网络的结合仍然面临许多严峻的挑战。本论文探讨了CDMA 自组织网络的理论性能及实际应用算法等多个相关主题,并对CDMA 自组织网络的研究工作做了初步的总结及扩展。 本论文在前人工作经验及研究成果的基础上,提出了完整的CDMA 自组织网络的理论分析模型。基于该模型,详细分析了CDMA 自组织网络的性能,并对主要系统参数进行了优化。 同样在该理论模型的基础上,本论文对三种无线通信及网络新技术在CDMA 自组织网络中的理论性能进行了详细的分析。首先,发现MMSE 多用户检测器可以有效抑制CDMA 系统的远近效应,进而降低CDMA 系统对功率控制的依赖。其次,重传分集技术利用多次重复传送相同的数据以提高其被成功接收的概率,可以显著提高CDMA 自组织网络中的远距离用户的通信能力。最后,地理路由算法是一种基于地理位置信息的路由算法,是自组织网络实现多跳通信的主要技术之一,可以显著提高网络性能。本论文对这三种新技术的深入分析,有助于正确认识CDMA 自组织网络的潜在性能及指导网络协议设计。 本论文基于精确的马尔可夫链(MARKOV)的分析方法,构建了采用CDMA技术的多址接入协议的分析模型,首次在CDMA 自组织网络领域中分析了缓存队列长度、最大重传次数等重要系统参数。另外,本论文分析了采用变长数据格式的多址接入协议和TRBC 协议的性能,其中变长数据的研究主要针对多媒体数据在CDMA 自组织网络中的性能,TRBC 协议可以用于权衡接入协议的复杂度与性能。 为了进一步提高多址接入协议的性能,本论文最后提出了两种用户识别检测器(UID),分别适用于单载波CDMA 系统和多载波CDMA 系统。由于UID 检测器可以判断使用特定扩频序列的用户的状态,即处于发送还是空闲状态,因此,UID 检测器可以用于避免碰撞,其原理与用于无线局域网的载波监听技术是一致的。最后,本论文分析了采用UID 检测器的多址接入协议的性能,数值结果证明UID 检测器可以显著提高多址接入协议的性能。