【摘要】：針對異構(gòu)無線網(wǎng)絡場景,本文提出了一種基于協(xié)同學的多網(wǎng)絡并行接入?yún)f(xié)同聚合算法,該算法基于吞吐量、可用信道數(shù)、功耗、費用及丟包率等多個參數(shù)構(gòu)建了網(wǎng)絡協(xié)同度評價體系,將屬性要求作為協(xié)同子系統(tǒng),屬于同一屬性的不同參數(shù)作為子系統(tǒng)的序參量,序參量之間相互協(xié)同和制約,以更加全面地衡量聚合網(wǎng)絡的整體性能。多網(wǎng)絡聚合過程分為兩步:首先計算單個網(wǎng)絡的協(xié)同度,以判斷該網(wǎng)絡是否為參與聚合的候選網(wǎng)絡,多個候選網(wǎng)絡的各種排列組合可以得到多種網(wǎng)絡的候選方案;候選方案采用屬性聚合形成聚合網(wǎng)絡,然后計算聚合網(wǎng)絡的協(xié)同度,選擇協(xié)同度最大的多網(wǎng)絡聚合方案。仿真結(jié)果證明,本文算法能夠更加合理分配信道,降低用戶接入阻塞率,增加用戶的平均吞吐量和系統(tǒng)容量,同時降低單位吞吐量對應的功耗和費用。
【圖文】：

節(jié)給出異構(gòu)無線網(wǎng)絡場景以及實現(xiàn)協(xié)同多網(wǎng)絡并行傳輸?shù)南到y(tǒng)模型;第3節(jié)給出基于協(xié)同學的多網(wǎng)絡聚合算法;第4節(jié)通過仿真驗證與對比分析本文算法性能;第5節(jié)總結(jié)本文。2系統(tǒng)模型如圖1所示，異構(gòu)網(wǎng)絡由UMTS，WiMAX，WLAN1，WLAN2和WLAN3五個網(wǎng)絡組成(三個WLAN分屬于三個不同的運營商)。本文提出的算法中用戶終端擁有并行多模無線網(wǎng)絡接口，可以支持接收來自同一個業(yè)務分流到多條無線鏈路并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。而業(yè)務分流與多接入過程對于用戶是透明的，多網(wǎng)絡選擇后形成聚合鏈路，以并行傳輸?shù)姆绞綖橛脩籼峁⿺?shù)據(jù)服務。圖1異構(gòu)無線網(wǎng)絡場景Fig．1Scenarioofheterogeneouswirelessnetwork26

對接收信號強度RSS瞬時值進行預處理。預處理后的RSS值和網(wǎng)絡狀態(tài)信息一起作為多接入聚合系統(tǒng)的決策變量。單網(wǎng)絡協(xié)同度計算模塊計算每個可用網(wǎng)絡的協(xié)同度，體現(xiàn)單個網(wǎng)絡各屬性的協(xié)同程度，用于判斷該個網(wǎng)絡是否為參與聚合的候選網(wǎng)絡。參與聚合的候選網(wǎng)絡形成多網(wǎng)絡方案進入網(wǎng)絡屬性聚合模塊進行聚合，，聚合模塊的輸出為各個多網(wǎng)絡聚合的候選方案。網(wǎng)絡聚合協(xié)同度計算模塊用于計算各種網(wǎng)絡聚合方案的協(xié)同度，協(xié)同度最大的為網(wǎng)絡聚合最優(yōu)方案，網(wǎng)絡接入執(zhí)行模塊依據(jù)最優(yōu)方案完成對多網(wǎng)絡方案中個網(wǎng)絡物理連接。圖2基于協(xié)同學的多接入聚合模型Fig．2Paralleltransmissionmulti-accessmodelbasedonsynergetictheory3基于協(xié)同學的多網(wǎng)絡接入選擇與聚合算法3．1網(wǎng)絡參數(shù)的獲取與處理圖1所示的異構(gòu)網(wǎng)絡場景中，N個基站分屬不同網(wǎng)絡，基站集合定義{RAT1，RAT2，…，RATN}�？紤]終端實際使用情況，算法首先判斷網(wǎng)絡i可用條件為，終端接收到來自網(wǎng)絡i信號強度大于終端接收信號強度閾值，并且接入基站i的功耗要小于終端功耗閾值，即判斷條件為:RSSi≥RSSlowPi≤Phigh{(3)其中RSSi為終端基站i的接收信號強度，RSSlow為終端接收信號強度閾值，Pi為終端接入網(wǎng)絡i的功耗，Phigh為終端功耗閾值。若網(wǎng)絡滿足式(3)，則表示該網(wǎng)絡可用，記RATi=1，否則RATi=0，i=1，2，…，M。只對可用網(wǎng)絡中進行協(xié)同度計算，可以有效減少協(xié)同網(wǎng)絡聚合過程中的計算量。在終端當前接入的聚合網(wǎng)絡中，只要有一個參與聚合的網(wǎng)絡發(fā)生了變化，本文則認為終端進行了一次垂直切換。由于用戶的移動性和無線網(wǎng)絡環(huán)境的動態(tài)性，移動終端的接收信號強度RSS瞬時值變化較大，可能會導致網(wǎng)絡選擇發(fā)生波?
【作者單位】： 南京郵電大學江蘇省無線通信重點實驗室;南京郵電大學教育部寬帶無線通信與傳感網(wǎng)技術重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(61571234,61631020) 國家重點基礎研究發(fā)展計劃“973”計劃(2013CB329005) 江蘇省自然科學基金(BK20140894) 江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃項目(KYLX16_0659)
【分類號】：TN92

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本文編號：2534807