異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線通信技術(shù)近些年來(lái)得到迅猛的發(fā)展，各種層出不窮的無(wú)線技術(shù)共同為用戶提供泛在、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。未來(lái)異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境涵蓋有基礎(chǔ)設(shè)施(單跳)和無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施(自組織或多跳)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。若要充分利用兩類網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)特性實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的真正融合，移動(dòng)性管理技術(shù)是亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 在異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性和差異性使移動(dòng)性管理技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足終端在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫切換、位置管理、終端協(xié)作等方面的需求。目前對(duì)移動(dòng)性管理的研究多集中在有基

2、礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)中，垂直切換技術(shù)一直是具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。而且，垂直切換技術(shù)與聯(lián)合無(wú)線資源管理關(guān)系緊密，二者相互交織。在各個(gè)服務(wù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)帶寬公平合理分配的前提下，使用垂直切換技術(shù)優(yōu)化無(wú)線資源的管理，提高呼叫接入率、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡并提高用戶滿意度也一直是熱點(diǎn)問(wèn)題。此外，在有基礎(chǔ)設(shè)施與無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)融合的環(huán)境下，針對(duì)支持終端協(xié)作接入的切換管理和位置管理的研究較少。本文圍繞這些有待解決的問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行的研究主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

3、(1)提出一種基于網(wǎng)絡(luò)效用垂直切換決策方法，主要解決有基礎(chǔ)設(shè)施異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的垂直切換決策問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)用收益函數(shù)表達(dá)，切換中的信令代價(jià)和連接的阻塞率用損失函數(shù)表達(dá)。網(wǎng)絡(luò)在切換中獲得凈收益用利潤(rùn)函數(shù)表達(dá)?；趯?duì)不同類型業(yè)務(wù)特性的分析，考慮了各個(gè)決策屬性的權(quán)重分配問(wèn)題。在垂直切換決策過(guò)程中，以獲得最大利潤(rùn)值為目標(biāo)進(jìn)行切換決策。該算法能夠從運(yùn)營(yíng)商角度出發(fā)考慮切換的代價(jià)，為進(jìn)一步提出采用垂直切換技術(shù)優(yōu)化聯(lián)合無(wú)線資源管理奠定基礎(chǔ)。此外，還制定了

4、切換觸發(fā)規(guī)則，并對(duì)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行討論。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)兩種業(yè)務(wù)的仿真，其結(jié)果表明該決策方法能夠有效的避免不必要的切換且優(yōu)化性能。而且與其它垂直切換決策算法比較，該算法能夠取得更好的性能。 (4)對(duì)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下帶寬分配進(jìn)行了研究，基于非合作博弈理論，提出不同無(wú)線資源的帶寬和連接數(shù)量分配的理論模型。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)連接的效用函數(shù)，論證了非合作無(wú)線資源分配博弈中的納什均衡點(diǎn)的存在性和唯一性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論了垂直切換技術(shù)的代價(jià)問(wèn)題

5、，而且采用垂直切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)合無(wú)線資源管理的優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于博弈論的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制，能夠有效地解決帶寬分配和連接數(shù)量的分配問(wèn)題，并能從整體上保證分配的合理性和公平性。而垂直切換技術(shù)能夠根據(jù)各個(gè)服務(wù)區(qū)域分配的連接數(shù)和帶寬，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合無(wú)線資源管理在負(fù)載均衡、接入率和用戶滿意度等方面的優(yōu)化。 (3)提出一種支持終端間協(xié)作的切換機(jī)制，主要解決終端協(xié)作接入有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的切換管理問(wèn)題。它構(gòu)建了多跳連接機(jī)制，基于層次分析法和模

6、糊理論建立了對(duì)連接質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估的方法。在支持有基礎(chǔ)設(shè)施和無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，將網(wǎng)絡(luò)和終端的指標(biāo)結(jié)合起來(lái)用于模糊質(zhì)量評(píng)估，解決了終端選擇最佳連接的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出支持多跳連接無(wú)縫接入的切換決策算法。實(shí)驗(yàn)表明，此連接選擇和切換機(jī)制與現(xiàn)有機(jī)制相比，能夠在包的到達(dá)率、傳輸時(shí)延、控制包開(kāi)銷(xiāo)和切換次數(shù)方面獲得更好的性能。 (4)提出一種支持終端協(xié)作的位置管理機(jī)制，主要解決終端協(xié)作接入有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的位置管理問(wèn)題。它不僅支持多