UMTS蜂窩—WLAN異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)選擇策略研究.pdf

1、現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)是多種網(wǎng)絡(luò)并存的網(wǎng)絡(luò):有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)并存;同種協(xié)議不同發(fā)展階段的網(wǎng)絡(luò)并存;不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)并存。不同的網(wǎng)絡(luò)形成了復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在相同的區(qū)域不同網(wǎng)絡(luò)具有重疊的覆蓋部分，在此區(qū)域中用戶可選網(wǎng)絡(luò)集合從傳統(tǒng)的單一蜂窩網(wǎng)絡(luò)增加至多種網(wǎng)絡(luò)（相同協(xié)議或者不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)）。而由于無線局域網(wǎng)（WLAN，Wireless Local Area Network）接入點得到廣泛的部署，并且其使用的頻段與現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻段不重疊，不會對蜂窩網(wǎng)

2、絡(luò)產(chǎn)生同頻干擾，所以其適合與蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合，形成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供高數(shù)據(jù)速率的接入。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，合適的網(wǎng)絡(luò)選擇策略不僅可以為用戶提供可靠的服務(wù)，保證用戶總是最優(yōu)連接，同時可以提升網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。
　　目前，蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用了TDMA、CDMA和OFDMA的多址方式，而WLAN采用基于CSMA/CA的多址方式。采用上述多址方式的蜂窩網(wǎng)絡(luò)吞吐量計算需要考慮同頻復(fù)用干擾，而WLAN由于采用了基于競爭的多址方式，其吞吐量的計算需要考慮

3、用戶在網(wǎng)絡(luò)中的狀態(tài)，包括碰撞狀態(tài)、正確傳輸狀態(tài)和沖突狀態(tài)。此外，其吞吐量會受到網(wǎng)絡(luò)中用戶與WLAN接入點之間的信道差異而產(chǎn)生性能異?，F(xiàn)象的影響。本文考慮兩種網(wǎng)絡(luò)不同多址方式對吞吐量的影響，采用對數(shù)的效用函數(shù)，建立了以用戶最小速率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量為約束，以最大化異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)效用為目標(biāo)的優(yōu)化問題。由于約束條件的非凸性，本文利用二項分布和泊松分布的近似以及WLAN中吞吐量與中斷概率的極限關(guān)系，將非凸約束轉(zhuǎn)換為分?jǐn)?shù)約束，然后利用數(shù)學(xué)變換將分?jǐn)?shù)約束轉(zhuǎn)化為

4、線性約束，并且利用對偶法求解問題的最優(yōu)解，并提出了一種分布式算法來獲取最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)選擇結(jié)果。仿真結(jié)果表明，在用戶熱點分布和均勻分布時，所提算法均可以提升WLAN的利用率，降低WLAN中的性能異常對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中WLAN提供高速率支持，但是高速率同樣意味著終端高的功率消耗。在UMTS蜂窩-WLAN異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，由于WLAN中的功耗模型中需要考慮網(wǎng)絡(luò)中用戶的傳輸概率和碰撞概率以及空閑概率，本文首先分析了UMTS蜂窩網(wǎng)和W