本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中接入選擇和資源分配研究

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【摘要】：隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展,不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求與有限資源之間的矛盾日益突出,如何匹配資源需求與資源分配成為研究的熱點(diǎn)。未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)變成密集的、不規(guī)則的、自組織性的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),用戶終端可能同時(shí)處于多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋之下,研究終端需求與資源分配的匹配也就是研究終端應(yīng)該接入哪種網(wǎng)絡(luò)才能更有效的利用資源,這就是網(wǎng)絡(luò)的接入選擇問(wèn)題。如何在復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇提升系統(tǒng)性能并滿足自身服務(wù)質(zhì)量需求,具有重要研究意義。解決網(wǎng)絡(luò)接入選擇的方法可以分為兩類：以網(wǎng)絡(luò)為中心的方法和以用戶為中心的方法。以網(wǎng)絡(luò)為中心的方法通常將網(wǎng)絡(luò)選擇,即用戶歸屬和資源分配聯(lián)系在一起考慮,已有的網(wǎng)絡(luò)選擇方法大都基于固定的頻率空間復(fù)用方案,這將不再適用于未來(lái)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中分布不規(guī)則、重疊覆蓋、大小不一的小區(qū)；而以用戶為中心的方法通過(guò)研究終端能力、業(yè)務(wù)需求、用戶偏好、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載以及價(jià)格等因素,由終端進(jìn)行綜合決策,選擇最佳網(wǎng)絡(luò),目前已有多種數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行討論,但在業(yè)務(wù)特點(diǎn),屬性權(quán)重,終端特點(diǎn)等方面考慮的還不夠全面。本文圍繞以上兩種方法存在的問(wèn)題,深入研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的接入選擇問(wèn)題。針對(duì)異構(gòu)超蜂窩網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景,提出了以網(wǎng)絡(luò)為中心的用戶歸屬和資源分配算法。首先建立了用戶歸屬和資源分配問(wèn)題模型,考慮到系統(tǒng)吞吐量和用戶公平性的折中,選擇用戶速率對(duì)數(shù)和作為優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)造優(yōu)化問(wèn)題。由于原問(wèn)題為NP-hard難題,將原問(wèn)題分解為兩個(gè)子優(yōu)化問(wèn)題,設(shè)計(jì)了資源分配“兩步走”的方案：第一步,采用資源預(yù)分配方案以提高資源利用率為目標(biāo),根據(jù)先驗(yàn)通信量按需將系統(tǒng)資源分配給基站,由于子問(wèn)題1是復(fù)雜的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題,為降低復(fù)雜度,本文提出了一種啟發(fā)式預(yù)分配方案；第二步,研究用戶歸屬問(wèn)題,將基站資源分配給用戶。由于子問(wèn)題2是非凸的混合整數(shù)優(yōu)化問(wèn)題,故采用放松約束的方法,轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問(wèn)題,然后利用拉格朗日對(duì)偶函數(shù)求解,仿真表明提出的算法在兼顧系統(tǒng)吞吐量和用戶公平性的同時(shí),還能達(dá)到均衡負(fù)載的效果。針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多種無(wú)線接入技術(shù)共存現(xiàn)狀,提出了以用戶為中心的接入選擇算法,建立了馬爾科夫決策過(guò)程與層次分析法結(jié)合的新模型。為了能更準(zhǔn)確的決策,綜合考慮了信號(hào)強(qiáng)度、服務(wù)質(zhì)量(帶寬、時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)和丟包率)、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用、終端移動(dòng)性等多種決策因素。然后針對(duì)不同決策因素的特點(diǎn),定義了相應(yīng)的回報(bào)函數(shù)。為了適應(yīng)業(yè)務(wù)的多樣性,采用層次分析法求解各屬性的權(quán)重,根據(jù)不同業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量需求設(shè)置了不同權(quán)重。最后使用值迭代法來(lái)求解馬爾科夫決策問(wèn)題,選擇鏈路回報(bào)值最大的網(wǎng)絡(luò)作為最優(yōu)接入網(wǎng)。仿真表明,提出的算法不僅能獲得較大的期望回報(bào)值還能有效減少平均切換次數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 接入選擇 資源分配 用戶歸屬
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 主要符號(hào)對(duì)照表13-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)14-17
• 1.2 異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)17-19
• 1.2.1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)17-18
• 1.2.2 移動(dòng)性管理18
• 1.2.3 無(wú)線資源管理18-19
• 1.3 異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多接入19-20
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)與主要貢獻(xiàn)20-24
• 第2章 相關(guān)研究與數(shù)學(xué)工具24-34
• 2.1 現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題24-25
• 2.1.1 從網(wǎng)絡(luò)的角度24-25
• 2.1.2 從用戶角度25
• 2.2 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源管理研究?jī)?nèi)容25-31
• 2.2.1 以網(wǎng)絡(luò)為中心的算法26-28
• 2.2.2 以用戶為中心的方法28-31
• 2.3 數(shù)學(xué)工具31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 以網(wǎng)絡(luò)為中心的用戶歸屬和資源分配算法34-54
• 3.1 引言34-35
• 3.2 系統(tǒng)模型35-36
• 3.3 以網(wǎng)絡(luò)為中心的用戶歸屬和資源分配算法36-47
• 3.3.1 問(wèn)題描述36-37
• 3.3.2 問(wèn)題求解37-38
• 3.3.3 階段一：基站資源預(yù)分配方案38-43
• 3.3.4 階段二：用戶歸屬方案43-47
• 3.4 性能仿真與分析47-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第4章 以用戶為中心的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法54-72
• 4.1 引言54-55
• 4.2 系統(tǒng)模型55-57
• 4.3 以用戶為中心的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入選擇算法57-69
• 4.3.1 馬爾科夫決策模型57-61
• 4.3.2 層次分析法61-63
• 4.3.3 值迭代法63-64
• 4.3.4 性能仿真與分析64-69
• 4.4 本章小結(jié)69-72
• 第5章 結(jié)束語(yǔ)72-74
• 5.1 現(xiàn)有工作總結(jié)72
• 5.2 未來(lái)研究展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 致謝82-84
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果84

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳慶章;組建異構(gòu)網(wǎng)應(yīng)著重考慮的問(wèn)題和產(chǎn)品現(xiàn)狀[J];計(jì)算機(jī)時(shí)代;1994年03期

2 汪蕓,顧冠群,謝俊清,兌繼英,孫昌平;異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)集成方法研究[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;1997年03期

3 馬義忠;楊紅旗;高彥;専秋峰;;基于移動(dòng)Agent異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)管理的分析與設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年33期

4 黃川;鄭寶玉;;多無(wú)線電協(xié)作技術(shù)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合[J];中興通訊技術(shù);2008年03期

5 吳蒙;季麗娜;王X;;無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵安全技術(shù)[J];中興通訊技術(shù);2008年03期

6 李R，

本文編號(hào)：822833