下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)特征認(rèn)知及服務(wù)機(jī)制研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，蜂窩網(wǎng)中各種創(chuàng)新的業(yè)務(wù)形態(tài)和應(yīng)用場景開始涌現(xiàn)，五花八門的業(yè)務(wù)需求對網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和管理提出了挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，各大國際標(biāo)準(zhǔn)組織和通信公司開始研究下一代網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)和關(guān)鍵技術(shù)。近年來，無論是工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界的研究人員都越來越意識到現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析的重要性，并將數(shù)據(jù)的建模和分析結(jié)果用于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和下一代網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。本學(xué)位論文根據(jù)大量的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，揭示了網(wǎng)絡(luò)流量、用戶行為、業(yè)務(wù)特征等規(guī)律，并根據(jù)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的思想提

2、出了在下一代蜂窩網(wǎng)的架構(gòu)方案，及其跨層業(yè)務(wù)管理和優(yōu)化的方法。具體而言，作者從以下業(yè)務(wù)特征和服務(wù)機(jī)制兩方面進(jìn)行了研究，概括為:
　　業(yè)務(wù)特征分析:根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)基站流量數(shù)據(jù)，建立了流量密度的空間分布的模型，討論了密集和稀疏區(qū)域的基站間的流量相關(guān)性，并提出了一種空間流量生成的算法。該模型可以基于正弦和函數(shù)在時間和空間上描述大尺度的空間業(yè)務(wù)變化，并描述業(yè)務(wù)的指數(shù)正態(tài)分布特征和小區(qū)間的空間相關(guān)性。另外，結(jié)合信息論中熵的概念，分析了不同類型業(yè)務(wù)（

3、語音、短信、數(shù)據(jù)）在時間和空間上可預(yù)測性。然后，在單個用戶的移動性行為方面，本文發(fā)現(xiàn)使用冪律分布來擬合用戶的到達(dá)間隔和停留時間會更加精確;根據(jù)先前擬合的用戶的到達(dá)間隔和停留時間分布，本文建立了用戶離開的模型和單位面積內(nèi)用戶達(dá)到數(shù)的模型，用來更全面地刻畫用戶的移動性規(guī)律。在用戶使用的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，本文以目前流行的“微信”應(yīng)用為例，研究了移動即時消息的業(yè)務(wù)特征。我們發(fā)現(xiàn)雖然該業(yè)務(wù)只消耗了很少的核心網(wǎng)帶寬，但其突發(fā)、頻繁的通信機(jī)制對接入網(wǎng)的無線

4、資源有較大的消耗。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)采集的即時消息的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，我們嘗試使用聯(lián)合ON/OFF過程建立用戶使用該業(yè)務(wù)的行為規(guī)律和業(yè)務(wù)特征模型，并據(jù)此來評估該業(yè)務(wù)在各種場景下對網(wǎng)絡(luò)性能的影響。
　　服務(wù)機(jī)制探究:本文嘗試提出用戶體驗(yàn)指數(shù)概念，從而可以計算在不同的網(wǎng)絡(luò)條件下該業(yè)務(wù)給用戶帶來的實(shí)際感知。根據(jù)無線上下文信息和不同業(yè)務(wù)的QoS需求，在核心網(wǎng)對業(yè)務(wù)進(jìn)行管控從而滿足用戶體驗(yàn)指數(shù)的最大化目標(biāo)。通過進(jìn)一步抽象，本文提出了基于云計算技術(shù)的軟件定義蜂

5、窩網(wǎng)的概念。根據(jù)目前蜂窩網(wǎng)中潛在的三種典型的業(yè)務(wù)爆發(fā):OTT(Over The Top)類業(yè)務(wù)的頻繁訪問和心跳導(dǎo)致的無線業(yè)務(wù)爆發(fā)、海量M2M類終端并發(fā)產(chǎn)生的核心網(wǎng)信令風(fēng)暴、用戶自行部署的Femto/Small Cell的上下線對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)造成的沖擊，本文提出了將傳統(tǒng)網(wǎng)元虛擬化后遷移到云計算平臺，從而實(shí)現(xiàn)處理能力動態(tài)擴(kuò)展，應(yīng)對業(yè)務(wù)爆發(fā)。區(qū)別于傳統(tǒng)的煙囪狀的網(wǎng)元構(gòu)成的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，我們提出的架構(gòu)可以拉通相關(guān)網(wǎng)元和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)信息的共享，達(dá)到打破