異構網絡融合系統(tǒng)的QoS及資源管理關鍵技術研究.pdf

1、如何向用戶提供具有服務質量(QoS,Quality of Service)保證的服務且最大化網絡資源利用率是異構網絡融合系統(tǒng)的熱點課題。本學位論文以蜂窩(Cellular)網絡和無線局域網絡(WLAN,Wireless Local Area Network)的融合為例,對異構網絡融合系統(tǒng)中具備Qos保證的關鍵技術進行深入研究,主要包括異構網絡融合系統(tǒng)中的垂直切換算法、呼叫接入控制算法和網絡選擇算法等無線資源管理算法以及異構網絡融合系統(tǒng)容

2、量分析模型。
　　 本文的主要工作如下:
　　 1.針對已有的垂直切換算法存在的尚未綜合考慮異構網絡特性、系統(tǒng)已接納呼叫的動態(tài)信息、用戶移動性、不同類型業(yè)務的特點、兩個方向的垂直切換等多種影響系統(tǒng)性能因素的問題,提出應用于cellular/WLAN融合系統(tǒng)的兩種垂直切換算法:基于多種業(yè)務的切換(ISH,IntegratedService-based Handoff)算法和有等待隊列的基于多種業(yè)務的切換(ISHO,Inte

3、grated Service-basedHandoff with Oueue capabilities)算法。使用多維馬爾可夫鏈對融合系統(tǒng)進行建模,推導了融合系統(tǒng)的重要性能參數(shù),優(yōu)化設計了語音呼叫接納門限、隊列長度等重要的系統(tǒng)參數(shù)。將所提出的ISH、ISFQ切換算法與其他切換算法進行了比較,結果表明ISHQ算法不僅向移動用戶提供了更為優(yōu)良的服務質量保證,而且使系統(tǒng)資源得到有效使用。
　　 2.針對每個蜂窩小區(qū)內覆蓋有多個離散的W

4、LAN區(qū)域的cellular/WLAN融合場景,提出應用于cellular/WLAN融合系統(tǒng)的呼叫接入控制算法:具有負載平衡能力的基于多種業(yè)務的接入控制(ISACL,Integrated Service-based Admission Control with Load-balancing capability)算法。該算法通過負載傳遞的方法接納來自蜂窩網絡單獨覆蓋區(qū)域的數(shù)據新呼叫和垂直切換呼叫,從而能有效平衡蜂窩網絡和WLAN的負載,

5、達到系統(tǒng)資源的合理利用,而且算法的接納參數(shù)能隨系統(tǒng)中業(yè)務負載的變化而實時優(yōu)化。計算機仿真證明了理論分析模型的正確性,將ISACL算法與其他呼叫接入控制算法進行了比較,結果表明ISACL算法為語音和數(shù)據業(yè)務提供了更好的QoS保證,并使融合系統(tǒng)整體帶寬資源的利用更為有效。
　　 3.針對已有的網絡選擇算法存在網絡選擇判決因素不充足以及對異構網絡環(huán)境適應能力較弱的問題,提出應用于cellular/WLAN融合系統(tǒng)的基于模糊神經網絡的網

6、絡選擇(FNNNS,Fuzzy NeuralNetwork based Network Selection)算法。該算法由預判決、模糊神經網絡處理和網絡選擇判決三個模塊組成。引入預判決模塊,濾除能直接進行網絡選擇的采樣點,減少了進入模糊神經網絡的采樣點數(shù);模糊神經網絡處理模塊綜合考慮信號強度、終端移動速度以及網絡帶寬等因素來進行網絡選擇判決;模糊神經網絡具有學習訓練能力,能根據輸出誤差自適應調整隸屬度函數(shù)的參數(shù)。將該算法與其他網絡選擇算

7、法進行了仿真比較,結果表明提出的算法在保證較低丟包率的情況下,有效降低了網絡選擇判決時延,減少了乒乓效應的發(fā)生次數(shù),降低了阻塞率。
　　 4.針對多個異構網絡相互交疊覆蓋的融合場景,使用多維馬爾可夫鏈和標值點過程(MPP,Marked Point Process)理論建立系統(tǒng)容量的分析模型。該模型考慮了異構網絡之間的布局、無線鏈路的基本特性、用戶的分布狀況、用戶在不同網絡之間的垂直切換等多種影響系統(tǒng)容量的因素,并且能嵌入多種網絡