異構無線網絡中的最優(yōu)切換策略與帶寬聚合方法研究.pdf

1、隨著移動互聯網時代的來臨,無線寬帶網絡技術在最近幾年取得了迅猛發(fā)展,特別是3G(3rd-generation)、Wi-Fi、LTE等通訊技術的迅速普及,使得互聯網接入正變得無所不在。多種不同無線技術的發(fā)展,誕生了異構無線網絡,同時也促進了具有多個無線接口的終端設備出現在人們的生活中,比如具有3G、Wi-Fi、Bluetooth等多種網絡接口的智能手機、筆記本電腦、平板電腦等等。人們逐漸發(fā)現,身邊的無線網絡變得越來越多,而各個網絡又具有不

2、同的特性。因此如何能夠使終端能更加高效地在不同網絡間無縫漫游,甚至將從屬于不同ISP(Internet Service Provider)域的網絡帶寬聚合起來提高用戶體驗,成為了學術界和工業(yè)界關注的一個熱點。
　　考慮用戶移動特性下的異構無線網絡的無縫切換與帶寬聚合面臨著許多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn),一方面是無線網絡特性以及基礎設施架構帶來的。比如一個常見的情景是用戶處在移動運營商的3G網絡覆蓋下,同時也能收到辦公室或者家庭里的Wi-F i

3、網絡信號。首先這是兩種不同的無線通信技術,一般來講,終端設備是用獨立的網卡接口連接不同網絡,并且在切換操作是對應用可見的,應用需要面對切換做相應操作。而要實現無縫切換必須使切換對應用透明,能夠保持當前會話。其次,這兩個網絡分別從屬于移動運營商的網絡域和辦公室或家庭的局域網絡,對在數據鏈路層實現帶寬聚合的一般思路提出了嚴峻挑戰(zhàn),因此必須轉換思路以實現帶寬聚合的目標。
　　帶來挑戰(zhàn)的另一方面因素是用戶移動的不確定性。針對當前網絡特性的

4、決策很有可能因為用戶位置的變化變得很差,所以當前的決策必須考慮用戶在未來一段時間的體驗。同時,切換或者聚合的決策是有一定代價的,如果過于頻繁的切換網絡,反而會使得用戶體驗變得更差。在此約束下,需要研究用戶的移動模型,以此預測用戶未來一段時間可能所在的位置,進而做出長期最優(yōu)的決策。
　　針對這兩方面因素帶來的挑戰(zhàn),在本文中,我們提出了一個支持網絡層無縫切換與帶寬聚合的架構,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