下一代移動通信系統(tǒng)中無線資源管理關(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，移動通信在社會生活中發(fā)揮著越來越重要的作用?，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。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中無線資源管理的研究成為一個極具價值的課題。無線資源管理的目的就是合理、高效利用無線資源，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)無線資源管理的性能和效率為目的，對這一研究領(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)議等方面做了重點研究。 本文首先研究了超3G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的垂直切換問題，針對垂直切換的三個步驟分別提出了復(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)選擇方案針對超3G系統(tǒng)多接入技術(shù)和多業(yè)務(wù)的特點，采用與QoS密切相關(guān)的影響因素為評價指標(biāo)，并利用模糊多目標(biāo)判決方法進行選擇決策；切換執(zhí)行方案則將切換實施控制置于傳輸層，實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)層及其以下層的完全透明。以上針對垂直切換提出的系列方案對保障切換過程中的延時、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，本文針對超3G系統(tǒng)的移動性管理，特別是微移動管理目前主要集中于網(wǎng)絡(luò)層而造成的延時過大、

4、丟包嚴(yán)重的情況，提出了跨層的微移動管理方案。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)移動主機的快速定位方法，保障了通信主機在移動過程中的漫游是無縫的，并可充分減少漫游過程中切換網(wǎng)絡(luò)(域)時的延時和信令開銷。 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，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、主機速度和小區(qū)用戶數(shù)作為關(guān)鍵判據(jù)，并綜合運用了模糊邏輯推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測功能來做準(zhǔn)入判決。相對于傳統(tǒng)的方法，該算法可以保證運行不同業(yè)務(wù)的移動主機在新小區(qū)獲得良好的QoS。 然后，本文對超3G系統(tǒng)無線資源分配的問題進行了研究。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)算法動態(tài)分配異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中

6、的帶寬資源，保證借用過程中呼叫無中斷且頻率無鎖定，并且該方案還可實現(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)運行、管理和維護(OAM)系統(tǒng)對信令傳輸?shù)囊?，提出了基于SCTP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?，并且使用基于消息隊列的代理機制來提高信令處理的效率和各模塊間的協(xié)調(diào)工作。相對于傳統(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，適于承擔(dān)超3G系統(tǒng)較重的信令負(fù)載。本文還針對在基于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)用背景對通信鏈路的控制進行了合理的簡化，并采用無確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳遞和空閑時間檢測來加速信令的傳輸。BSTP易于實現(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)。 本文對所提出的方案和算法進行了充分的仿真驗證或?qū)嶒灉y試