移動計(jì)算環(huán)境下位置管理優(yōu)化策略的研究.pdf

1、與固定通信網(wǎng)絡(luò)相比，移動通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是可移動性。移動服務(wù)使得用戶可以在很大的地域范圍內(nèi)方便地進(jìn)行通信，并在移動過程中保持通信的連續(xù)性。隨著移動通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，移動用戶的服務(wù)要求日益提高，希望可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)接入各類網(wǎng)絡(luò)，以獲取所需的數(shù)據(jù)信息，移動計(jì)算環(huán)境就提供了這樣一種特殊的分布式計(jì)算環(huán)境以滿足用戶的服務(wù)需求。移動計(jì)算技術(shù)是對未來最有影響的技術(shù)之一，它已成為一個(gè)新興的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。 移

2、動計(jì)算環(huán)境下的位置管理是其資源管理的一個(gè)重要組成部分，它的主要任務(wù)就是跟蹤用戶，明確用戶當(dāng)前所在的位置，為移動用戶的呼叫建立有效連接。其中主要有兩個(gè)基本操作：位置尋呼和位置更新。尋呼操作涉及移動終端被呼叫的頻率，就是呼叫到達(dá)率；而更新操作涉及移動終端的移動率。這兩個(gè)操作都消耗資源，包括移動臺和基站間通信鏈路的信令交換、空中接口帶寬、無線網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源和其他系統(tǒng)資源。 目前位置管理的研究主要放在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和縮短

3、信令在網(wǎng)內(nèi)的傳輸?shù)确矫?，考慮的因素主要是在激增的移動用戶數(shù)量下如何減少數(shù)據(jù)庫更新，縮短移動終端的尋呼步驟，減少尋呼延遲等。最近的相關(guān)研究主要集中在動態(tài)位置管理策略上，它針對用戶個(gè)體移動特性來設(shè)計(jì)位置區(qū)。這種設(shè)計(jì)思想對終端處理能力的要求較高，以及用戶與網(wǎng)絡(luò)間信息交互也有較高要求。而在實(shí)際移動通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通常的要求是盡量減少終端的處理負(fù)擔(dān)以及用戶與網(wǎng)絡(luò)間的信令交互。因此探索基于用戶個(gè)體移動特性且適于工程應(yīng)用的方法是目前位置管理研究的重

4、點(diǎn)。 本課題主要以國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(70271001)一移動決策理論與移動決策支持系統(tǒng)研究作為研究的背景，首先給出課題研究的環(huán)境——移動計(jì)算環(huán)境下的PCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，引出位置管理的概念；在對現(xiàn)有位置管理的研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，我們建立Gauss-Markov移動模型對移動用戶速度和位置進(jìn)行預(yù)測；然后在掌握了移動用戶運(yùn)動特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了對位置管理中重要的位置區(qū)進(jìn)行模糊化設(shè)計(jì)的思想，即優(yōu)化位置區(qū)的選取過程。這里主要考慮到移

5、動用戶的速度、會話到達(dá)率等影響位置區(qū)大小的參數(shù)在實(shí)際描述時(shí)常用的是模糊概念，符合模糊推理系統(tǒng)的使用特點(diǎn)，所以本文采用了這一新的模糊推理的設(shè)計(jì)思想來進(jìn)行優(yōu)化。接著在模糊位置區(qū)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加以相應(yīng)的位置更新及尋呼算法，以構(gòu)成完整的位置管理的優(yōu)化策略。這里提到的算法都是基于模糊位置區(qū)大小這一結(jié)果之上的，因此模糊推理系統(tǒng)的優(yōu)化就直接影響到整個(gè)策略的優(yōu)化及資源配置問題。最后就本文設(shè)計(jì)的基于模糊位置區(qū)的位置管理優(yōu)化策略與一般的動態(tài)位置管理策略進(jìn)行了

6、仿真比較，用MATLAB仿真工具實(shí)驗(yàn)得到本文所論述的方法在某些情況下優(yōu)于一般方法，主要表現(xiàn)在減少系統(tǒng)資源開銷方面，且系統(tǒng)對移動用戶運(yùn)動行為的預(yù)測性越高，系統(tǒng)開銷越小。本文的研究成果可以用于基于預(yù)測的位置更新和尋呼，以改進(jìn)移動性管理的性能，減少信令開銷，提高系統(tǒng)容量，對于現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的改進(jìn)以及新一代移動通信系統(tǒng)的高效運(yùn)行等領(lǐng)域的研究具有一定的借鑒作用。同時(shí)，將模糊推理系統(tǒng)用于移動計(jì)算環(huán)境下的位置管理的設(shè)計(jì)思想，對于開拓網(wǎng)絡(luò)管理的研究思