異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)切換策略與帶寬聚合方法研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨,無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在最近幾年取得了迅猛發(fā)展,特別是3G(3rd-generation)、Wi-Fi、LTE等通訊技術(shù)的迅速普及,使得互聯(lián)網(wǎng)接入正變得無(wú)所不在。多種不同無(wú)線技術(shù)的發(fā)展,誕生了異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),同時(shí)也促進(jìn)了具有多個(gè)無(wú)線接口的終端設(shè)備出現(xiàn)在人們的生活中,比如具有3G、Wi-Fi、Bluetooth等多種網(wǎng)絡(luò)接口的智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等等。人們逐漸發(fā)現(xiàn),身邊的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越多,而各個(gè)網(wǎng)絡(luò)又具有不

2、同的特性。因此如何能夠使終端能更加高效地在不同網(wǎng)絡(luò)間無(wú)縫漫游,甚至將從屬于不同ISP(Internet Service Provider)域的網(wǎng)絡(luò)帶寬聚合起來(lái)提高用戶體驗(yàn),成為了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　考慮用戶移動(dòng)特性下的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫切換與帶寬聚合面臨著許多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn),一方面是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特性以及基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)帶來(lái)的。比如一個(gè)常見的情景是用戶處在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋下,同時(shí)也能收到辦公室或者家庭里的Wi-F i

3、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。首先這是兩種不同的無(wú)線通信技術(shù),一般來(lái)講,終端設(shè)備是用獨(dú)立的網(wǎng)卡接口連接不同網(wǎng)絡(luò),并且在切換操作是對(duì)應(yīng)用可見的,應(yīng)用需要面對(duì)切換做相應(yīng)操作。而要實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換必須使切換對(duì)應(yīng)用透明,能夠保持當(dāng)前會(huì)話。其次,這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別從屬于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)域和辦公室或家庭的局域網(wǎng)絡(luò),對(duì)在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)帶寬聚合的一般思路提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),因此必須轉(zhuǎn)換思路以實(shí)現(xiàn)帶寬聚合的目標(biāo)。
　　帶來(lái)挑戰(zhàn)的另一方面因素是用戶移動(dòng)的不確定性。針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)特性的

4、決策很有可能因?yàn)橛脩粑恢玫淖兓兊煤懿?所以當(dāng)前的決策必須考慮用戶在未來(lái)一段時(shí)間的體驗(yàn)。同時(shí),切換或者聚合的決策是有一定代價(jià)的,如果過于頻繁的切換網(wǎng)絡(luò),反而會(huì)使得用戶體驗(yàn)變得更差。在此約束下,需要研究用戶的移動(dòng)模型,以此預(yù)測(cè)用戶未來(lái)一段時(shí)間可能所在的位置,進(jìn)而做出長(zhǎng)期最優(yōu)的決策。
　　針對(duì)這兩方面因素帶來(lái)的挑戰(zhàn),在本文中,我們提出了一個(gè)支持網(wǎng)絡(luò)層無(wú)縫切換與帶寬聚合的架構(gòu),以及基于馬爾可夫決策過程的最優(yōu)切換策略。其次我們通過分析大量