異構(gòu)可重配置網(wǎng)絡(luò)無線資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，無線資源管理技術(shù)對于提高無線資源利用率、滿足多種不同服務(wù)質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)需求至關(guān)重要。未來無線通信系統(tǒng)被普遍認為是異構(gòu)無線通信系統(tǒng)，或者稱作異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，ITU-R在其M.1645建議中指出融合的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)是未來無線接入系統(tǒng)的兩大發(fā)展方向之一。軟件無線電和可重配置技術(shù)為不同無線接入系統(tǒng)的融合和協(xié)作提供了有力的技術(shù)支撐，將現(xiàn)有無線接入系統(tǒng)及其演進系統(tǒng)通過基于分組的平臺整合在一起，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)作和互通，從而實現(xiàn)

2、任何時間任何地點的最佳接入。異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)不但能夠為用戶提供總是最佳的接入，而且異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)還能通過將各種無線接入網(wǎng)絡(luò)的無線資源進行統(tǒng)一整合和聯(lián)合管理，從而實現(xiàn)無線資源的優(yōu)化利用。異構(gòu)可重配置無線網(wǎng)絡(luò)中無線資源管理是異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)研究的核心問題，受到了越來越多的關(guān)注。
　　本文分別對異構(gòu)可重配置無線網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合無線資源管理、動態(tài)頻譜分配、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理三種無線資源管理關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細的分析和深入的研究，主要圍繞著如何保證用戶服務(wù)

3、質(zhì)量并且提高異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)無線資源利用率這一核心，基于模糊邏輯系統(tǒng)、圖論、最優(yōu)化理論、整數(shù)規(guī)劃、遺傳算法等相關(guān)理論和方法，改進現(xiàn)有聯(lián)合無線資源管理、動態(tài)頻譜分配、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理算法，提出新的無線資源管理解決方法。
　　首先，對于聯(lián)合無線資源管理，通過排隊論理論對異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下聯(lián)合無線資源管理進行了建模和分析，從理論上說明了聯(lián)合無線資源管理能夠保證用戶服務(wù)質(zhì)量提高無線資源利用率的原因。模糊邏輯算法是實現(xiàn)聯(lián)合無線資源管理的最有效

4、算法之一，通過對不同無線接入技術(shù)各自特點的分析，設(shè)計了一套針對不同無線接入技術(shù)特點的模糊規(guī)則，改善了基于模糊邏輯的聯(lián)合無線資源管理算法的性能。提出了具有無線資源重分配功能的聯(lián)合無線資源管理，運用圖論相關(guān)理論對UMTS+WLAN場景進行建模，并且設(shè)計了基于業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移的無線資源重分配方法，更好的保證了用戶服務(wù)質(zhì)量，提高了異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的整體無線資源利用率。
　　其次，對于動態(tài)頻譜分配，以遺傳算法為基礎(chǔ)進行動態(tài)頻譜分配方法的研究。目前動態(tài)頻

5、譜分配中采用的遺傳算法多為標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法，而標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法存在一定概率將全局最優(yōu)解遺失，因此引入保優(yōu)遺傳算法，提出了基于保優(yōu)遺傳算法的針對小區(qū)的動態(tài)頻譜分配方法，以提高動態(tài)頻譜分配算法的性能。通過對城市環(huán)境中動態(tài)頻譜分配問題的特點和難點進行分析，提出了一種針對城市環(huán)境的快速動態(tài)頻譜分配方法，通過將動態(tài)頻譜分配問題進行合理的拆分并且分別獨立解決，在保證較高的頻譜資源利用率的前提下，極大的降低了動態(tài)頻譜分配算法的運算復(fù)雜度，更好的保證了動態(tài)頻譜

6、分配的實時性要求。
　　最后，對于靈活頻譜分配的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理，目前還沒有提出有效的解決方法，因此對靈活頻譜分配的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理解決方法進行研究。將靈活頻譜分配的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理建模為一個嵌套的最優(yōu)化問題，其內(nèi)層最優(yōu)化問題可建模為整數(shù)優(yōu)化問題，外層最優(yōu)化問題類似于動態(tài)頻譜分配問題。提出了分層優(yōu)化的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理方法，采用分支定界法和遺傳算法兩種最優(yōu)化方法嵌套在一起構(gòu)成靈活頻譜分配的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理方法，并且通過仿真