基于协同通信的无线网络技术

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  无线网络技术作为信息技术重要的组成部分,孕育着新的重大突破机遇,正加速向多网共存和业务融合方向发展。在传统信息理论指导下,蜂窝移动通信网、广播网、移动互联网、无线局域网和无线传感网等各类无线网络技术迅速发展,形成了多网共存的“通信战国时代”。但这些网络为了追求自身利益最大化,片面强调各自的全面覆盖和独立发展,导致网络重复建设、资源浪费、环境污染和电磁环境恶化,投入产出能效比持续下降。随着多模智能通信终端的日益普及,用户对于多种无线网络、业务类型和服务质量的选择更具自主性、多样性和互动性,这表明以用户需求为核心的“个性化服务时代”的到来。如何在“通信战国时代”实现多网协同覆盖,提高多网下的整体能效比,优化用户跨网服务体验,是需要解决的迫在眉睫的问题。

  文章分别分析了异构的无线网络和同构的广域与局域同覆盖的无线网络场景,研究基于协同覆盖的绿色网络技术。

  1 协同覆盖

  协同通信是指根据用户与用户、用户与站点之间的无线信道特性、用户功率限制以及用户服务需求等,借助邻近站点或用户进行中继、协同与分集,实现可靠传输的技术。其原理如图1所示。图1中用户数据X经中继信道和直接信道发送到接收端,接收端收到合成信号Y。

  协同通信原理

  略有别于协同通信,协同覆盖是指在同一区域同时存在着的多个网络之间,通过基站(或接入点。本文后续部分将不区分基站与接入点,统一称为基站) 之间的相互协同,共同对被覆盖区域内的各种无线用户进行服务。图2显示了异构网络协同覆盖的一种情形:蜂窝移动通信网络的基站与Wi-Fi、无线局域网 (WLAN)等具有热点覆盖能力的短距离无线网络的基站之间,通过无线连接的方式进行信令交互,实现网络间的互相协同。图3显示了同构的蜂窝网络的广域与局域网络之间,通过有线连接的方式进行信令交互,实现协同覆盖。两图中的虚线均表示有线连接。

  异构网络协同覆盖的一种情形

同构的蜂窝网络的广域与局域网络