未來(lái)分布式無(wú)線(xiàn)通信系統發(fā)展趨勢

　　2、分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的類(lèi)型

　　從前面的討論中可以看到，主流標準化組織對于分布式無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)越來(lái)越重視。分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )根據其網(wǎng)絡(luò )拓撲結構特點(diǎn)，主要可以分為無(wú)基礎設施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和具有基礎設施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

　　2.1　無(wú)基礎設施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )

　　無(wú)基礎設施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )主要以Ad hoc和Mesh為代表。Ad hoc是一種全分布式的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，而Mesh則是Ad hoc的一種演進(jìn)，它在網(wǎng)絡(luò )結構上與Ad hoc有一定區別。

　　Ad hoc的全分布式是一種物理上和邏輯上的分布式，即網(wǎng)絡(luò )的通信和管理能力在物理上和邏輯上都是分布式的。這是通過(guò)節點(diǎn)間的對等關(guān)系來(lái)實(shí)現的，網(wǎng)絡(luò )中的所有節點(diǎn)在能力方面都是對等的，具有通信能力，更主要的是具有轉發(fā)能力。Ad hoc方式一個(gè)主要特征就是節點(diǎn)需要通過(guò)競爭的方式共享信道。由于競爭的隨機性，決定了這種方式在QoS保障以及信道利用率方面的性能目前都還不能滿(mǎn)足寬帶無(wú)線(xiàn)接入的要求。

　　Mesh技術(shù)則是在A(yíng)d hoc技術(shù)基礎上由軍用、專(zhuān)用向民用轉換的一個(gè)產(chǎn)物。它與Ad hoc的區別在于，節點(diǎn)間的對等性發(fā)生了改變，一類(lèi)專(zhuān)用節點(diǎn)分離出來(lái)，專(zhuān)門(mén)承擔路由轉發(fā)以及外網(wǎng)連接等職責，其他作為客戶(hù)端的節點(diǎn)功能則相對弱化。這些專(zhuān)用節點(diǎn)實(shí)際上為客戶(hù)端提供了一個(gè)相對穩定的骨干網(wǎng)。與Ad hoc相似的是專(zhuān)用節點(diǎn)之間、專(zhuān)用節點(diǎn)與客戶(hù)端之間甚至客戶(hù)端之間的通信仍然可以采用P2P的方式，仍然存在以競爭方式共享信道的問(wèn)題。

　　還有一種典型的無(wú)基礎實(shí)施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )就是傳感器網(wǎng)絡(luò )。與前面兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò )不同的是，傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用范圍比較特殊，主要用于數據采集，節點(diǎn)具有一次性使用（無(wú)法更換電池）、低數據速率以及大規模等特點(diǎn)。

　　2.2　具有基礎設施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )

　　具有基礎設施的分布式無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )根據分布式節點(diǎn)間的連接方式，可以分為有線(xiàn)分布式和無(wú)線(xiàn)分布式兩種。

　　有線(xiàn)分布式以采用RoF的分布式天線(xiàn)技術(shù)為代表，如清華的DWCS、北郵的Group Cell以及東南大學(xué)DRS都屬于這一類(lèi)系統[6]。這類(lèi)系統的特點(diǎn)在于利用大量的分布式天線(xiàn)單元在整個(gè)系統內提供高質(zhì)量的、無(wú)縫的無(wú)線(xiàn)電信號覆蓋。一方面通過(guò)合理地選擇天線(xiàn)單元為不同的用戶(hù)提供覆蓋，并獲得空間分集，提高用戶(hù)的通信質(zhì)量。另一方面通過(guò)靈活的切換方式，為移動(dòng)用戶(hù)提供可靠的高質(zhì)量通信鏈路。小區不再完全以某個(gè)地理位置為中心，而是以用戶(hù)為中心，以業(yè)務(wù)為中心。這改變了傳統蜂窩網(wǎng)絡(luò )對于系統流量分布變化只能被動(dòng)應對的狀況。

　　無(wú)線(xiàn)分布式以目前的研究熱點(diǎn)Relay增強蜂窩系統為主要代表。與基于分布式天線(xiàn)技術(shù)的系統類(lèi)似，Relay網(wǎng)絡(luò )同樣是利用造價(jià)相對較低的專(zhuān)用節點(diǎn)RS（Relay Station）來(lái)改善覆蓋質(zhì)量，避免增加基站而產(chǎn)生的費用。區別在于對于控制中心（如BS）而言，RS是一個(gè)特殊的MS。BS可以與MS直接通信，也可以通過(guò)RS轉發(fā)的方式通信。在無(wú)線(xiàn)資源調度方面，RS需要服從BS或上一跳RS的控制，同時(shí)RS也可以具備二次調度的能力。

　　3、分布式無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的應用

　　目前分布式無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)主要的應用集中在Mesh、Relay以及家庭小區（Home Cell）等幾個(gè)方面。

　　3.1　Mesh

　　由于Mesh技術(shù)蘊涵巨大的潛力，新出現的很多無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議都開(kāi)始支持mesh組網(wǎng)，包括代表城域網(wǎng)的802.16、代表局域網(wǎng)的 802.11s以及代表個(gè)域網(wǎng)的802.15.5等，其中802.11s得到了廣泛的關(guān)注。其目標是通過(guò)Mesh機制的引入，打破傳統WLAN AP布設必須要有線(xiàn)Backhaul支撐的限制，同時(shí)實(shí)現終端之間真正意義上的Ad hoc通信。通過(guò)對802.11e EDCA接入控制機制的改進(jìn)，實(shí)現對多業(yè)務(wù)類(lèi)型的QoS保障。利用合理的擁塞控制機制，有效地實(shí)現負載均衡。該標準目前仍在討論中，還有部分技術(shù)難題有待解決。

　　3.2　Relay

　　Relay這一改善網(wǎng)絡(luò )覆蓋性能的有效手段，在802.16j中得到了充分的應用[7]。802.16j在保持對 802.16e PMP模式兼容的基礎上加入了多跳中繼的功能，繼承了802.16e在QoS保障方面的優(yōu)點(diǎn)，并針對多跳連接模式，進(jìn)行了改進(jìn)和增強，支持多種場(chǎng)景的終端切換以及RS切換。由于多跳機制的引入，增加了MAC的路徑管理及路由功能。針對中繼節點(diǎn)引入而產(chǎn)生的干擾管理的問(wèn)題，增強了RS節點(diǎn)在干擾測量方面的功能。相關(guān)標準化工作于2005年啟動(dòng)，目前還在制定中，主要的電信廠(chǎng)商以及大部分的運營(yíng)商都參加了標準的制定工作。