異構融合網(wǎng)絡移動性管理的若干關鍵技術研究.pdf

1、無線通信技術近些年來得到迅猛的發(fā)展，各種層出不窮的無線技術共同為用戶提供泛在、異構的網(wǎng)絡環(huán)境。未來異構融合的網(wǎng)絡環(huán)境涵蓋有基礎設施(單跳)和無基礎設施(自組織或多跳)的無線網(wǎng)絡。若要充分利用兩類網(wǎng)絡的互補特性實現(xiàn)網(wǎng)絡間的真正融合，移動性管理技術是亟需解決的關鍵問題。 在異構融合網(wǎng)絡環(huán)境下，網(wǎng)絡的異構性和差異性使移動性管理技術已經(jīng)無法滿足終端在異構網(wǎng)絡間的無縫切換、位置管理、終端協(xié)作等方面的需求。目前對移動性管理的研究多集中在有基

2、礎設施的網(wǎng)絡中，垂直切換技術一直是具有挑戰(zhàn)性的問題。而且，垂直切換技術與聯(lián)合無線資源管理關系緊密，二者相互交織。在各個服務區(qū)域實現(xiàn)帶寬公平合理分配的前提下，使用垂直切換技術優(yōu)化無線資源的管理，提高呼叫接入率、實現(xiàn)網(wǎng)絡負載均衡并提高用戶滿意度也一直是熱點問題。此外，在有基礎設施與無基礎設施網(wǎng)絡融合的環(huán)境下，針對支持終端協(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題和關鍵技術，進行的研究主要體現(xiàn)在以下四個方面：

3、(1)提出一種基于網(wǎng)絡效用垂直切換決策方法，主要解決有基礎設施異構網(wǎng)絡的垂直切換決策問題。網(wǎng)絡的性能指標用收益函數(shù)表達，切換中的信令代價和連接的阻塞率用損失函數(shù)表達。網(wǎng)絡在切換中獲得凈收益用利潤函數(shù)表達?；趯Σ煌愋蜆I(yè)務特性的分析，考慮了各個決策屬性的權重分配問題。在垂直切換決策過程中，以獲得最大利潤值為目標進行切換決策。該算法能夠從運營商角度出發(fā)考慮切換的代價，為進一步提出采用垂直切換技術優(yōu)化聯(lián)合無線資源管理奠定基礎。此外，還制定了

4、切換觸發(fā)規(guī)則，并對實現(xiàn)細節(jié)進行討論。通過對實時和非實時兩種業(yè)務的仿真，其結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)對異構無線網(wǎng)絡環(huán)境下帶寬分配進行了研究，基于非合作博弈理論，提出不同無線資源的帶寬和連接數(shù)量分配的理論模型。結合網(wǎng)絡連接的效用函數(shù)，論證了非合作無線資源分配博弈中的納什均衡點的存在性和唯一性。在此基礎上，進一步討論了垂直切換技術的代價問題

5、，而且采用垂直切換技術實現(xiàn)對聯(lián)合無線資源管理的優(yōu)化。實驗結果表明，基于博弈論的無線網(wǎng)絡資源分配機制，能夠有效地解決帶寬分配和連接數(shù)量的分配問題，并能從整體上保證分配的合理性和公平性。而垂直切換技術能夠根據(jù)各個服務區(qū)域分配的連接數(shù)和帶寬，實現(xiàn)聯(lián)合無線資源管理在負載均衡、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)作的切換機制，主要解決終端協(xié)作接入有基礎設施網(wǎng)絡的切換管理問題。它構建了多跳連接機制，基于層次分析法和模

6、糊理論建立了對連接質量進行評估的方法。在支持有基礎設施和無基礎設施的異構網(wǎng)絡中，將網(wǎng)絡和終端的指標結合起來用于模糊質量評估，解決了終端選擇最佳連接的問題。在此基礎上，進一步提出支持多跳連接無縫接入的切換決策算法。實驗表明，此連接選擇和切換機制與現(xiàn)有機制相比，能夠在包的到達率、傳輸時延、控制包開銷和切換次數(shù)方面獲得更好的性能。 (4)提出一種支持終端協(xié)作的位置管理機制，主要解決終端協(xié)作接入有基礎設施網(wǎng)絡的位置管理問題。它不僅支持多