異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境資源管理算法的研究.pdf

1、無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，構(gòu)成了多無線接入的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無線資源管理是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化和保障用戶服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）的關(guān)鍵技術(shù)。本學(xué)位論文深入研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的無線資源管理算法，主要包括:Cellular/WLAN融合網(wǎng)絡(luò)中基于優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)負(fù)載傳遞算法、基于多門限預(yù)留機(jī)制的自適應(yīng)帶寬分配算法、基于傳輸速率自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法、基于預(yù)置門限跨層切換的同頻干擾抵消算法和基于聯(lián)合信道和功率分配的同頻干

2、擾抑制算法。
　　論文的主要研究工作如下:
　　1.針對(duì)Cellular和無線局域網(wǎng)（Wireless LocalAreaNetwork，WLAN）融合網(wǎng)絡(luò)中的資源重配置問題，提出一種基于優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)負(fù)載傳遞(Priority-basedDynamic Load Transferring，PDLT)算法。當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或WLAN中無可用帶寬資源時(shí)，該算法能夠?qū)⒅丿B覆蓋區(qū)域中新的語(yǔ)音或者數(shù)據(jù)呼叫傳遞到尚有帶寬資源的網(wǎng)絡(luò);動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)

3、絡(luò)帶寬資源占用情況，根據(jù)設(shè)定的門限值將正在進(jìn)行的語(yǔ)音或數(shù)據(jù)呼叫切換到帶寬資源寬裕的網(wǎng)絡(luò)，平衡網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音/數(shù)據(jù)呼叫數(shù)目。數(shù)值分析和系統(tǒng)仿真結(jié)果表明，PDLT算法能有效地提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)接入量，減小新呼叫的阻塞概率，增加數(shù)據(jù)吞吐量并降低服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間。
　　2.針對(duì)異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中的具有用戶QoS保證的自適應(yīng)帶寬分配問題，提出一種基于多門限預(yù)留機(jī)制的自適應(yīng)帶寬分配算法。該算法采用多宿主傳輸機(jī)制，通過預(yù)設(shè)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)的帶寬分配

4、門限，并基于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)和用戶的帶寬分配矩陣，根據(jù)業(yè)務(wù)支持的傳輸速率等級(jí)需求和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，將自適應(yīng)帶寬分配問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題并采用迭代方法來求解，在帶寬預(yù)留門限和網(wǎng)絡(luò)容量的約束下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)吞吐量的最大化。數(shù)值仿真結(jié)果顯示，所提算法能夠支持滿足QoS需求的傳輸速率等級(jí)，減小新用戶接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的阻塞概率，提高平均用戶接入率并增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　3.針對(duì)異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)絡(luò)共存場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)帶寬分配問題，提出一種基于傳輸速率

5、自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法。該算法基于所提的傳輸速率優(yōu)先級(jí)決策模型，在傳輸速率QoS需求和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)容量約束下，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整不同網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)移動(dòng)終端所支持業(yè)務(wù)的傳輸速率來得到最優(yōu)帶寬重分配矩陣，以最大化整個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù);將自適應(yīng)帶寬重分配問題描述為一個(gè)優(yōu)化問題，采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化的迭代算法自適應(yīng)調(diào)節(jié)用戶傳輸速率來最大化網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)。理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果表明，所提算法在給定傳輸速率且滿足用戶QoS需求基礎(chǔ)上，能夠最大化網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù)并減小新呼

6、叫的阻塞概率。
　　4.針對(duì)Macro-Femto同頻融合網(wǎng)絡(luò)中的同頻干擾抵消問題，提出一種基于預(yù)置門限跨層切換的同頻干擾抵消算法。該算法基于提出的移動(dòng)終端小區(qū)駐留時(shí)間(Time-to-Stay，TTS)預(yù)測(cè)模型和同頻干擾分析模型，采用預(yù)置門限跨層切換策略，通過MUE/FUE在Femtocell/Macrocell的小區(qū)TTS和FAP/MBS上的接收信號(hào)干擾噪聲比(Signal-Interference-Noise-Rate，SI

7、NR)及預(yù)置的TTS和SINR門限分別對(duì)MUE/FUE做出跨層切換決策來抵消同頻干擾并分析所提算法采用最小功率傳輸和最優(yōu)功率傳輸兩種模式下的網(wǎng)絡(luò)性能。數(shù)值仿真結(jié)果表明所提算法能夠有效地降低網(wǎng)絡(luò)的中斷概率、提高用戶的和速率并增大網(wǎng)絡(luò)容量。
　　5.針對(duì)Macro-Femto同頻融合網(wǎng)絡(luò)中基于資源分配的干擾抑制問題，提出一種基于聯(lián)合信道和功率分配的同頻干擾抑制算法。該算法通過對(duì)MU進(jìn)行功率控制并采用跨層切換消除同頻跨層干擾，對(duì)FUs進(jìn)