移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和無線寬帶接入技術(shù)的日益成熟，人類對(duì)信息的需求和獲取方式也在發(fā)生變化。原有的通過固定終端或是單個(gè)移動(dòng)終端連接到網(wǎng)絡(luò)的模式已經(jīng)不再能夠滿足要求。在公共交通工具上或是個(gè)域網(wǎng)(PersonalArea Network)中，人們希望能將多個(gè)移動(dòng)終端相互連接，作為一個(gè)整體在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)，并接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交互。這些移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和負(fù)責(zé)中繼的移動(dòng)路由器一起構(gòu)成了移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。由于移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)能夠有效地提高無線資源的利用率、并實(shí)

2、現(xiàn)惡劣無線環(huán)境下的通信，所以在近幾年受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。但是移動(dòng)路由器節(jié)點(diǎn)的引入將原有的單跳傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)閮商踔炼嗵鴤鬏?，增加了保障服?wù)質(zhì)量的難度。因此，如何在移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中有效的滿足不同業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的差異性需求，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
　　論文以排隊(duì)論、馬爾可夫鏈和隨機(jī)Petri網(wǎng)等建模分析方法為理論基礎(chǔ)，圍繞著移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量展開研究。論文的創(chuàng)新性工作主要包括如下幾個(gè)方面:
　

3、　1)采用排隊(duì)論對(duì)視頻業(yè)務(wù)在移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸進(jìn)行建模，推導(dǎo)了數(shù)據(jù)包級(jí)別的性能指標(biāo)（數(shù)據(jù)包時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)和丟失概率），并分析了移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中無線局域網(wǎng)傳輸對(duì)骨干鏈路傳輸?shù)挠绊?。提出了離散時(shí)間馬爾可夫調(diào)制的到達(dá)過程對(duì)經(jīng)過無線局域網(wǎng)傳輸后到達(dá)移動(dòng)路由器的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，所提出的模型準(zhǔn)確且簡單、易于分析。
　　2)針對(duì)視頻會(huì)議等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)包時(shí)延要求較高的特點(diǎn)，在骨干鏈路傳輸中提出了基于時(shí)延的數(shù)據(jù)包主動(dòng)丟棄的傳輸策略，避免了有限的

4、通信資源浪費(fèi)在對(duì)上層業(yè)務(wù)已經(jīng)沒有意義的數(shù)據(jù)上，從而降低了數(shù)據(jù)包的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)、提升了系統(tǒng)性能。
　　3)針對(duì)移動(dòng)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中骨干鏈路的網(wǎng)絡(luò)選擇問題，提出了一種具有普適性的廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)模型，可以靈活的對(duì)多種不同的網(wǎng)絡(luò)選擇算法建模、并清晰的描述移動(dòng)用戶在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)性和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。在此基礎(chǔ)上，分析了新用戶呼叫阻塞概率、切換丟失概率和網(wǎng)絡(luò)承載用戶數(shù)等系統(tǒng)性能指標(biāo)。相比于原有的多維馬爾可夫鏈分析方法，所提出的廣義隨機(jī)P

5、etri網(wǎng)模型直觀且易于擴(kuò)展。
　　4)針對(duì)廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)和馬爾可夫鏈分析方法中無法避免的“狀態(tài)空間爆炸”問題，提出了基于網(wǎng)絡(luò)分解的隨機(jī)Petri網(wǎng)模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)選擇算法建模，并提供了相應(yīng)的迭代算法。數(shù)值結(jié)果表明:所提出的模型在保證分析精度的基礎(chǔ)上降低了計(jì)算復(fù)雜度，從而使大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量分析成為可能。
　　5)針對(duì)不同業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的差異化需求，論文提出了基于跨層設(shè)計(jì)的多業(yè)務(wù)傳輸方案:在物理層，根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)包時(shí)延和誤