近年來,急劇增加的無線終端用戶數量和無線業(yè)務量,給當前的無線通信系統(tǒng)帶來新的挑戰(zhàn)。在異構無線網絡中,用戶擁有多種獲得網絡服務的途徑。由此帶來的網絡切換問題成為異構無線網絡中保障用戶服務質量和用戶體驗的關鍵。用戶在不同通信場景中具有不同的網絡服務需求,如車輛終端等高速移動用戶需要在較短時間內完成切換決策,而普通低速用戶則更關注切換決策所帶來的性能提升。本文首先針對高速用戶提出一種車輛異構網絡中的穩(wěn)健垂直切換算法,其次,針對低速用戶提出一種保障用戶體驗的成本感知切換算法。最后,由于前兩種算法均以用戶為中心進行研究,不能從宏觀上使得用戶間的切換行為有益于系統(tǒng)整體收益,基于此,提出一種基于消息傳遞一致性的分布式最優(yōu)垂直切換算法。本文主要工作如下:1.在車輛異構網絡中,針對已有基于決策樹的切換算法未考慮噪聲干擾問題,導致錯誤判決,提出一種基于決策樹的穩(wěn)健垂直切換算法。首先,詳細分析并給出了已有算法的錯誤判決概率。其次,采用卡爾曼濾波算法更準確的估計網絡屬性值。再次,對處于閾值門限附近的屬性值判決,設定概率閾值區(qū)間,進行二次檢測。最后仿真結果表明,該算法降低了切換中的錯誤判決概率和切換失敗率,提升了車輛終端的服務質量。2.從用戶希望通過較低的花費獲取最滿意的網絡服務的需求出發(fā),提出一種以用戶為中心的成本感知切換算法。首先,根據用戶能獲取到的網絡傳輸速率建立用戶服務滿足度模型,并結合歸一化的網絡花費,將網絡切換問題建模為一個多目標優(yōu)化問題。其次,為降低網絡阻塞率,將用戶的決策行為轉化為EI Farol酒吧問題,通過求解該問題的納什均衡解得到用戶服務滿足度的期望值。最后,將原多目標優(yōu)化問題轉化為一個最大化其服務滿足度回報率的問題,通過求解該最大化問題得到原多目標優(yōu)化問題的帕累托最優(yōu)解。仿真結果表明,該算法提高了網絡總吞吐量,降低了切換阻塞率,提升了用戶終端的服務體驗。3.針對用戶做出最優(yōu)切換決策時,無法預知其他用戶的行為,不能保證用戶整體的切換行為有益于系統(tǒng)的全局收益。提出一種基于消息傳遞一致性(Paxos)的分布式垂直切換算法。首先,分析得到當前網絡狀態(tài)下的切換最優(yōu)分配策略。其次,基于貪心算法從理想最優(yōu)解逼近實際可行解,通過理論分析證明,所求切換結果為距離最優(yōu)分配策略最近的最優(yōu)解。再次,通過基于Paxos的消息傳遞一致性算法,使得用戶在無集中控制裝置下達成多方切換共識。最后,實驗仿真表明,該算法不僅保障了用戶的切換性能,并能提高系統(tǒng)整體的傳輸速率。
【學位單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 已有工作的整體概述
        1.2.2 提高用戶服務質量和體驗質量的主要工作
    1.3 論文的主要工作及章節(jié)安排
第2章 車輛異構網絡中基于決策樹的穩(wěn)健垂直切換算法
    2.1 引言
    2.2 算法相關模型和技術簡介
        2.2.1 決策樹模型
        2.2.2 卡爾曼濾波算法
    2.3 已有基于決策樹的切換算法及其錯誤判決概率分析
        2.3.1 算法判決過程
        2.3.2 錯誤判決概率分析
    2.4 基于決策樹的穩(wěn)健垂直切換算法
        2.4.1 卡爾曼濾波算法得到更準確的網絡屬性值估計
        2.4.2 設置概率閾值區(qū)間增強算法容錯、糾錯能力
        2.4.3 多屬性判決過程
        2.4.4 所提算法時間復雜度分析
        2.4.5 所提算法錯誤判決概率分析
    2.5 實驗仿真
        2.5.1 仿真參數設置
        2.5.2 仿真結果分析
    2.6 本章小結
第3章 異構無線網絡中新的成本感知垂直切換算法
    3.1 引言
    3.2 垂直切換模型
    3.3 獲取預期服務滿足度概率的估計
        3.3.1 EI Farol酒吧問題模型
        3.3.2 用戶獲取預期服務滿足的概率
    3.4 成本感知垂直切換算法
        3.4.1 算法過程
        3.4.2 算法時空復雜度分析
    3.5 實驗仿真
        3.5.1 仿真參數設置
        3.5.2 仿真結果分析
    3.6 本章小結
第4章 基于一致性消息傳遞的分布式最優(yōu)垂直切換算法
    4.1 引言
    4.2 網絡切換模型
        4.2.1 用戶可達到的數據傳輸速率分析
        4.2.2 垂直切換理想分配策略
    4.3 垂直切換最優(yōu)可行解分析
    4.4 基于一致性消息傳遞的分布式垂直切換算法
        4.4.1 消息傳遞一致性模型
        4.4.2 分布式垂直切換算法
    4.5 仿真結果及分析
        4.5.1 仿真參數設置
        4.5.2 仿真結果分析
    4.6 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 本文工作總結
    5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果

【參考文獻】

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1 馬彬;謝顯中;廖曉峰;;車輛異構網絡中預測垂直切換算法[J];電子與信息學報;2015年04期

2 任Xh曄;趙季紅;曲樺;;基于模糊邏輯的多終端協(xié)同的垂直切換決策算法[J];通信學報;2014年09期

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本文編號：2827303