下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中無(wú)線資源管理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)通信在社會(huì)生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)今3G商用技術(shù)已經(jīng)成熟，而下一代移動(dòng)通信網(wǎng)，即超3G的研究也方興未艾。超3G不再以單一接入技術(shù)的進(jìn)步為標(biāo)志，而是從接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到系統(tǒng)性能的全面演進(jìn)。由于超3G網(wǎng)絡(luò)的組成形式是異構(gòu)的，且?guī)挊O高、容量極大、業(yè)務(wù)內(nèi)容極豐富，這就使得超3G中無(wú)線資源管理的研究成為一個(gè)極具價(jià)值的課題。無(wú)線資源管理的目的就是合理、高效利用無(wú)線資源，在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的前提下，提高資源

2、利用率。本文從系統(tǒng)、方案和算法的角度出發(fā)，以提高超3G系統(tǒng)無(wú)線資源管理的性能和效率為目的，對(duì)這一研究領(lǐng)域中的垂直切換、位置管理、連接準(zhǔn)入控制、無(wú)線資源分配、網(wǎng)管系統(tǒng)和傳輸控制協(xié)議等方面做了重點(diǎn)研究。 本文首先研究了超3G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的垂直切換問(wèn)題，針對(duì)垂直切換的三個(gè)步驟分別提出了復(fù)合切換初始化方案、基于模糊多目標(biāo)決策的智能小區(qū)選擇方案和基于SCTP的傳輸層切換執(zhí)行方案。復(fù)合切換初始化方案中綜合考慮了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)類型和關(guān)鍵初始化

3、觸發(fā)準(zhǔn)則；智能小區(qū)選擇方案針對(duì)超3G系統(tǒng)多接入技術(shù)和多業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，采用與QoS密切相關(guān)的影響因素為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并利用模糊多目標(biāo)判決方法進(jìn)行選擇決策；切換執(zhí)行方案則將切換實(shí)施控制置于傳輸層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)層及其以下層的完全透明。以上針對(duì)垂直切換提出的系列方案對(duì)保障切換過(guò)程中的延時(shí)、丟包以及切換后吞吐量、信噪比等QoS關(guān)鍵參數(shù)起到了良好的效果。 其次，本文針對(duì)超3G系統(tǒng)的移動(dòng)性管理，特別是微移動(dòng)管理目前主要集中于網(wǎng)絡(luò)層而造成的延時(shí)過(guò)大、

4、丟包嚴(yán)重的情況，提出了跨層的微移動(dòng)管理方案。該方案是在傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層上綜合的跨層管理，它通過(guò)合理的域劃分，并充分利用SCTP協(xié)議的多宿特性以及空閑態(tài)移動(dòng)主機(jī)的快速定位方法，保障了通信主機(jī)在移動(dòng)過(guò)程中的漫游是無(wú)縫的，并可充分減少漫游過(guò)程中切換網(wǎng)絡(luò)(域)時(shí)的延時(shí)和信令開(kāi)銷。 再次，本文研究了超3G系統(tǒng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的連接準(zhǔn)入控制問(wèn)題，分析了傳統(tǒng)CAC算法不適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多小區(qū)類型、多接入技術(shù)和多業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，從而提出一種自適應(yīng)多準(zhǔn)則準(zhǔn)入控制

5、判決算法，該算法以傳輸帶寬、主機(jī)速度和小區(qū)用戶數(shù)作為關(guān)鍵判據(jù)，并綜合運(yùn)用了模糊邏輯推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)功能來(lái)做準(zhǔn)入判決。相對(duì)于傳統(tǒng)的方法，該算法可以保證運(yùn)行不同業(yè)務(wù)的移動(dòng)主機(jī)在新小區(qū)獲得良好的QoS。 然后，本文對(duì)超3G系統(tǒng)無(wú)線資源分配的問(wèn)題進(jìn)行了研究。分析了已有信道分配和借用方案在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源分配上存在的缺陷，并提出一種有效的資源借用與動(dòng)態(tài)分配方案。該方案采用基于SCTP的垂直借用方法和相應(yīng)的借用優(yōu)先權(quán)算法動(dòng)態(tài)分配異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中

6、的帶寬資源，保證借用過(guò)程中呼叫無(wú)中斷且頻率無(wú)鎖定，并且該方案還可實(shí)現(xiàn)不同類型小區(qū)以及不相鄰的小區(qū)間的資源借用。 最后，本文研究了無(wú)線資源管理中的網(wǎng)管系統(tǒng)和傳輸控制協(xié)議。分析了超3G系統(tǒng)運(yùn)行、管理和維護(hù)(OAM)系統(tǒng)對(duì)信令傳輸?shù)囊螅岢隽嘶赟CTP的OAM系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)架構(gòu)中應(yīng)用了SCTP協(xié)議中支持消息傳輸?shù)男绿匦?，并且使用基于消息?duì)列的代理機(jī)制來(lái)提高信令處理的效率和各模塊間的協(xié)調(diào)工作。相對(duì)于傳統(tǒng)基于TCP的OAM系統(tǒng)而言，

7、本系統(tǒng)具有更高的傳輸效率和更低的傳輸延時(shí)，適于承擔(dān)超3G系統(tǒng)較重的信令負(fù)載。本文還針對(duì)在基于IP的超微蜂窩網(wǎng)上傳輸SS7信令，提出了一種信令的簡(jiǎn)化傳輸控制協(xié)議——BSTP協(xié)議，該協(xié)議根據(jù)應(yīng)用背景對(duì)通信鏈路的控制進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化，并采用無(wú)確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳遞和空閑時(shí)間檢測(cè)來(lái)加速信令的傳輸。BSTP易于實(shí)現(xiàn)，且在提高傳輸效率的前提下降低了通信成本，非常適用于超3G系統(tǒng)中的微蜂窩小區(qū)。 本文對(duì)所提出的方案和算法進(jìn)行了充分的仿真驗(yàn)證或?qū)嶒?yàn)測(cè)試