本文關鍵詞：異構無線網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡接入決策機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著通信技術的快速發(fā)展,新的無線網(wǎng)絡不斷誕生并提供較好的服務質量,異構融合網(wǎng)絡是下一代無線網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢。異構網(wǎng)絡融合背景下,需要對現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡資源合理利用和管理。網(wǎng)絡接入決策算法能為用戶選擇最適合接入的網(wǎng)絡,因而也是異構無線網(wǎng)絡資源管理中的一個研究熱點。本文首先研究了基于多屬性決策的單個網(wǎng)絡決策機制,分別提出了基于網(wǎng)絡層次分析法(ANP)的多屬性網(wǎng)絡選擇算法以及基于層次分析法(AHP)和協(xié)同學原理的多屬性網(wǎng)絡選擇算法；接著在可同時接入多個網(wǎng)絡的場景下進一步研究接入選擇算法,分別提出了基于多網(wǎng)絡并行傳輸?shù)慕尤脒x擇算法以及基于聯(lián)合效用優(yōu)化的多網(wǎng)絡接入選擇算法。本文主要研究內容如下：(1)將網(wǎng)絡層次分析法應用到網(wǎng)絡選擇場景中,給出了基于ANP的網(wǎng)絡選擇算法。該算法將網(wǎng)絡屬性和目標網(wǎng)絡作為網(wǎng)絡結構中的元素進行分組,對不同的元素分別構建組內組間的判斷矩陣,對各判斷矩陣求得權重向量后組成未加權的矩陣,再建立元素組間的判斷矩陣求得特征向量后組成加權的矩陣,計算出加權超矩陣經過極限運算得到極限矩陣,可分別得到屬性權重和目標網(wǎng)絡權重,通過加權后的代價函數(shù)值排序來選擇目標網(wǎng)絡。仿真結果表明,與EW和TOPSIS算法相比,ANP算法能減小包時延、包抖動、包丟失和切換次數(shù),提高用戶的服務質量。(2)提出了一種基于AHP和協(xié)同學原理的多屬性網(wǎng)絡選擇算法。該算法將協(xié)同學應用到網(wǎng)絡選擇中,將候選網(wǎng)絡看作是由多個屬性子系統(tǒng)合成的復合系統(tǒng),結合各屬性子系統(tǒng)的有序度與AHP權重得到復合系統(tǒng)的熵值,以此反映復合系統(tǒng)的有序程度,即子系統(tǒng)間的協(xié)同程度,系統(tǒng)的協(xié)同性越大說明網(wǎng)絡的整體性能越優(yōu)。該算法除了考慮客觀屬性的協(xié)同性,不同業(yè)務類型的傳輸服務質量要求也被考慮,保證用戶能選擇性能較好的網(wǎng)絡。仿真結果表明,該算法可以有效減少網(wǎng)絡選擇的切換次數(shù),滿足用戶在不同業(yè)務要求下對服務質量的要求。(3)提出了一種基于多網(wǎng)絡并行傳輸?shù)漠悩嬀W(wǎng)絡接入選擇算法。該算法根據(jù)終端接收信號功率確定能夠進行通信的無線網(wǎng)絡,以這些無線網(wǎng)絡的任意非空子集作為候選方案,計算各個方案對應的聚合屬性,再根據(jù)吞吐量和功耗閾值條件限定候選網(wǎng)絡方案,對這些方案建立多屬性決策矩陣,采用基于用戶偏好的逼近理想值排序法(TOPSIS)來得到各個候選網(wǎng)絡方案的效用函數(shù)值,從中選出最接近正理想方案的多網(wǎng)絡接入方案。仿真結果顯示,與單網(wǎng)絡接入算法相比,提出的多網(wǎng)絡接入算法可以充分利用各種異構網(wǎng)絡的空閑資源,提高吞吐量,降低用戶的單位吞吐量對應的功耗和費用,同時保證網(wǎng)絡的負載均衡。(4)提出了一種基于聯(lián)合效用優(yōu)化的多網(wǎng)絡接入選擇算法。該算法采用指數(shù)平滑法對終端接收信號強度值進行處理,利用用戶接入網(wǎng)絡產生的效益和代價分別建立網(wǎng)絡效益和成本模型,以帶寬限制和網(wǎng)絡數(shù)目限制為約束條件,得到網(wǎng)絡聯(lián)合效用的優(yōu)化模型,采用拉格朗日乘子和對偶優(yōu)化方法求解用戶與網(wǎng)絡的關聯(lián)矩陣,得到用戶接入網(wǎng)絡的最佳方案。仿真結果顯示,該算法能最大化用戶接入網(wǎng)絡后的聯(lián)合效用,提高用戶的吞吐量,有效降低網(wǎng)絡的切換次數(shù),滿足用戶的服務需求。
【關鍵詞】：網(wǎng)絡接入選擇 多屬性決策 異構無線網(wǎng)絡 聯(lián)合效用 對偶優(yōu)化 指數(shù)平滑法
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 專用術語注釋表10-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 無線通信網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢14-16
• 1.2 研究背景16-17
• 1.3 異構融合網(wǎng)絡架構17-18
• 1.4 網(wǎng)絡接入選擇算法18-21
• 1.5 論文主要工作及內容安排21-23
• 第二章 基于ANP的多屬性網(wǎng)絡選擇算法23-44
• 2.1 多屬性算法概述23-25
• 2.2 經典的多屬性決策算法25-30
• 2.2.1 層次分析法(AHP)25-27
• 2.2.2 熵權法(EW)27-28
• 2.2.3 灰色關聯(lián)分析法(GRA)28-29
• 2.2.4 逼近理想值排序法(TOPSIS)29-30
• 2.3 基于ANP的網(wǎng)絡接入選擇算法30-38
• 2.3.1 ANP法的原理31-33
• 2.3.2 ANP法的應用33-38
• 2.4 仿真與性能分析38-42
• 2.5 本章小結42-44
• 第三章 基于AHP和協(xié)同學原理的多屬性網(wǎng)絡選擇算法44-59
• 3.1 引言44-45
• 3.2 異構無線網(wǎng)絡系統(tǒng)模型45-46
• 3.3 基于AHP和協(xié)同學原理的多屬性網(wǎng)絡選擇算法46-52
• 3.3.1 基于AHP方法的主觀網(wǎng)絡選擇46-48
• 3.3.2 基于協(xié)同學原理的客觀網(wǎng)絡選擇48-50
• 3.3.3 基于AHP和協(xié)同學原理的網(wǎng)絡選擇算法50-52
• 3.4 仿真與性能分析52-58
• 3.5 本章小結58-59
• 第四章 基于多網(wǎng)絡并行傳輸?shù)木W(wǎng)絡選擇算法59-73
• 4.1 引言59-60
• 4.2 多無線網(wǎng)絡并行傳輸?shù)南到y(tǒng)模型60-61
• 4.3 基于多網(wǎng)絡并行傳輸?shù)漠悩嬀W(wǎng)絡接入選擇算法61-67
• 4.3.1 多網(wǎng)絡選擇的問題分析61-62
• 4.3.2 多無線網(wǎng)絡的屬性聚合62-65
• 4.3.3 多網(wǎng)絡并行傳輸?shù)慕尤脒x擇算法65-67
• 4.4 仿真與性能分析67-72
• 4.4.1 仿真場景67-69
• 4.4.2 仿真結果與分析69-72
• 4.5 本章小結72-73
• 第五章 基于聯(lián)合效用優(yōu)化的多網(wǎng)絡接入選擇算法73-90
• 5.1 引言73-74
• 5.2 異構網(wǎng)絡系統(tǒng)模型74-75
• 5.3 基于聯(lián)合效用優(yōu)化的多網(wǎng)絡接入選擇算法75-82
• 5.3.1 建立聯(lián)合優(yōu)化模型75-80
• 5.3.2 求解優(yōu)化問題80-82
• 5.4 仿真與性能分析82-89
• 5.4.1 指數(shù)平滑法的仿真結果與分析84-85
• 5.4.2 多網(wǎng)絡接入決策優(yōu)化算法的仿真結果與分析85-89
• 5.5 本章小結89-90
• 第六章 總結與展望90-93
• 6.1 本文總結90-91
• 6.2 未來展望91-93
• 參考文獻93-97
• 附錄1 程序清單97-99
• 附錄2 攻讀碩士學位期間撰寫的論文99-100
• 附錄3 攻讀碩士學位期間申請的專利100-101
• 附錄4 攻讀碩士學位期間參加的科研項目101-102
• 致謝102

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