異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理技術(shù)研究.pdf

1、異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是多種不同類型無(wú)線技術(shù)共存、多種不同類型終端共存、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用無(wú)處不在的“泛在業(yè)務(wù)環(huán)境”的融合性網(wǎng)絡(luò)，是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一。為了滿足異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下用戶的移動(dòng)性需求，提供泛在的業(yè)務(wù)，支持不同網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫切換，移動(dòng)性管理技術(shù)面臨著巨大挑戰(zhàn)。本文圍繞異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題，研究了位置管理的策略與架構(gòu)、位置數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、尋呼和垂直切換技術(shù)，以及應(yīng)用場(chǎng)景下的位置管理優(yōu)化算法，并取得如下成果：
　　本文

2、首先提出了一種基于地理位置的統(tǒng)一化位置管理架構(gòu)，并在此架構(gòu)下提出了一種新的基于地理坐標(biāo)的動(dòng)態(tài)位置管理策略?；诘乩砦恢玫慕y(tǒng)一化架構(gòu)在星地一體的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，基本不改動(dòng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、不影響現(xiàn)有用戶的正常使用，將終端在各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的地址信息與其實(shí)際的地理位置進(jìn)行映射，將地理位置作為終端在各異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中統(tǒng)一化的位置信息，以滿足兼容性、開(kāi)放性和擴(kuò)展性的需求。仿真分析表明，該架構(gòu)比現(xiàn)有架構(gòu)在位置數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模和無(wú)線鏈路開(kāi)銷等指標(biāo)上具有更好的性能?；?/p>

3、于坐標(biāo)的策略在現(xiàn)有研究以地面接入為主的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中增加了低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)終端自主定位確定地理位置經(jīng)緯度坐標(biāo)，計(jì)算得到最佳位置更新半徑，脫離了地面小區(qū)的限制。仿真分析表明，該策略降低了系統(tǒng)位置管理的資源總開(kāi)銷，比現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)位置管理策略具有更優(yōu)的系統(tǒng)性能。
　　然后，本文將用戶的移動(dòng)特征納入考慮范疇，提出了一種基于速度的三層數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。該位置數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)增設(shè)了一個(gè)中心指針數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)不同速度的用戶設(shè)置不同的歸屬數(shù)據(jù)庫(kù)和訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，分

4、別對(duì)應(yīng)不同大小的位置區(qū)，進(jìn)行不同的操作。仿真分析表明，該數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有的分層數(shù)據(jù)庫(kù)和樹(shù)型數(shù)據(jù)庫(kù)在系統(tǒng)開(kāi)銷等指標(biāo)上具有更優(yōu)的性能。
　　同時(shí)，本文提出了一種被叫用戶反向呼叫策略和一種基于時(shí)間序列預(yù)測(cè)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法。在被叫用戶反向呼叫策略中，針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多重覆蓋的特點(diǎn)和系統(tǒng)很難知道用戶所有信息的問(wèn)題，將尋呼流程和垂直切換流程結(jié)合起來(lái)考慮，由用戶選擇網(wǎng)絡(luò)建立通信，并選用覆蓋性最好的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起尋呼。仿真分析表明，在多數(shù)情況下，該策

5、略的性能在系統(tǒng)開(kāi)銷、呼叫成功率和平均時(shí)延等指標(biāo)方面比現(xiàn)有先尋呼后垂直切換的方法更優(yōu)。在基于時(shí)間序列預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇算法中，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量存在自相似性，在用戶終端選擇網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入時(shí)，基于時(shí)間序列對(duì)備選網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，在最優(yōu)備選網(wǎng)絡(luò)可能擁塞時(shí)選擇次優(yōu)網(wǎng)絡(luò)建立通信鏈路。仿真分析表明，該算法達(dá)到負(fù)載均衡的目的，降低了系統(tǒng)的呼叫阻塞概率和切換中斷概率，減小了系統(tǒng)開(kāi)銷。
　　最后，針對(duì)公共交通這一應(yīng)用場(chǎng)景，本文提出了用戶聚合算法。該算法利

6、用移動(dòng)用戶的相關(guān)性特征，借鑒移動(dòng)子網(wǎng)的思想，通過(guò)組成邏輯群，用群首用戶代替群內(nèi)其他用戶進(jìn)行位置管理相關(guān)操作。仿真分析表明，該算法在基本不改變網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)和增加尋呼開(kāi)銷的同時(shí)，降低了位置更新開(kāi)銷，并可與現(xiàn)有的優(yōu)化算法疊加使用，提高了系統(tǒng)性能；該算法與具有相似思路的移動(dòng)子網(wǎng)方法相比，不增加額外設(shè)備，不對(duì)用戶接入的選擇進(jìn)行限制，在系統(tǒng)開(kāi)銷上也具有更優(yōu)的性能。
　　本文的研究?jī)?nèi)容豐富了對(duì)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理技術(shù)的研究，所得的研究成果具有