本文選題：無線局域網(wǎng) + VoIP��； 參考：《北京交通大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著IEEE 802.11無線網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署,越來越多的無線應(yīng)用和服務(wù)出現(xiàn)了。IP承載語音技術(shù)(VoIP)是以分組形式傳輸?shù)膶崟r語音業(yè)務(wù),它利用了互聯(lián)網(wǎng)的特點,可以提供多元化的語音服務(wù),并且易于開發(fā)和部署,所以在無線網(wǎng)絡(luò)中的VoIP應(yīng)用服務(wù)具有一定的商業(yè)潛力。雖然VoIP在有線網(wǎng)絡(luò)里已經(jīng)是很成熟的技術(shù),但是在無線網(wǎng)絡(luò)里又有了新的挑戰(zhàn)。為了支持VoIP業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,本文圍繞無線局域網(wǎng)在承載VoIP業(yè)務(wù)時存在的三大問題,切換、容量、呼叫準入控制,展開了詳細的研究工作。無線網(wǎng)絡(luò)中的切換問題是由語音用戶的移動性引起的。當語音用戶在無線接入點之間移動時會發(fā)生切換,在切換的過程中會發(fā)生數(shù)據(jù)連接中斷而產(chǎn)生切換時延。當切換時延過大時會影響VoIP的服務(wù)質(zhì)量,本文分析了產(chǎn)生切換時延的原因和影響因素。為了減少切換時延對VoIP業(yè)務(wù)的影響,本文提出了一個基于預(yù)掃描的快速切換算法,該算法能預(yù)先掃描選擇下跳接入點,比原始的切換方法能減少切換時延。在此基礎(chǔ)上,本文又提出了一個基于行為預(yù)測的快速切換算法。該算法將接入點信息以切換序列的方式存放在緩存中,通過使用馬爾科夫過程模型和指數(shù)加權(quán)移動平均模型對移動站點的下跳接入點進行預(yù)測,使得移動站點可以切換到其行為路徑上的接入點,避免短時切換。該算法能在降低切換時延來滿足VoIP時延要求的同時,減少不必要的短時切換,對有移動規(guī)律的站點能準確預(yù)測其移動路徑上的接入點。無線網(wǎng)絡(luò)中的語音容量是在搭建VoIP系統(tǒng)時的一個重要指標,本文對語音業(yè)務(wù)的容量進行了分析,分別在固定比特率語音流、可變比特率語音流、隱藏終端模式下和網(wǎng)絡(luò)重傳情況下等四個方面分析了無線局域網(wǎng)的語音容量,提出了容量分析模型,并分析了影響語音容量的因素。無線網(wǎng)絡(luò)中上下行的流量不平衡導(dǎo)致語音容量有限,雖然IEEE 802.11e協(xié)議對實時業(yè)務(wù)提供了服務(wù)質(zhì)量的支持,但并沒有提出改進容量的方法,因此本文對增強分布式信道接入模式下的語音容量做了分析與優(yōu)化。本文提出了基于時延約束和丟包率約束的容量優(yōu)化分析模型,通過設(shè)定不同的最小競爭窗口、仲裁幀間間隔和發(fā)送機會限制來區(qū)分接入點和站點,使得接入點更易獲取信道來發(fā)送數(shù)據(jù),緩解了接入點處的瓶頸壓力從而增加了語音容量。無線網(wǎng)絡(luò)中的呼叫準入控制是保障VoIP服務(wù)質(zhì)量的有效方法,本文提出了一個基于資源動態(tài)調(diào)整的呼叫準入策略。當網(wǎng)絡(luò)資源緊張時,通過加大語音終端的組包間隔來降低當前語音呼叫的QoS等級,為新建呼叫或切換通話提供接入的資源;當有資源空閑時,通過降低語音終端的組包間隔來提高當前語音呼叫的QoS等級,提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。該呼叫準入控制策略能在有效的使用信道資源的同時,提升語音容量,并支持切換通話的接入。最后結(jié)合實際的工程項目,本文提出了一個基于無線網(wǎng)絡(luò)VoIP技術(shù)的鐵路貨運調(diào)度電話系統(tǒng),研究設(shè)計了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能架構(gòu),在貨運鐵路實驗線上部署了電話系統(tǒng),通過實驗分析了系統(tǒng)的性能,驗證了在鐵路貨運調(diào)度電話中使用VoIP技術(shù)的可行性。
[Abstract]:With the wide deployment of the IEEE 802.11 wireless network, more and more wireless applications and services have emerged the.IP bearer voice technology (VoIP) is a real-time voice service that is transmitted in packet form. It uses the features of the Internet to provide multiple voice services, and is easy to develop and deploy, so the VoIP application in the wireless network is applied. It has a certain commercial potential. Although VoIP has been a mature technology in the wired network, there are new challenges in the wireless network. In order to support the service quality of the VoIP service, this paper focuses on the three major problems, switching, capacity and call access control of the wireless LAN in the VoIP service. The handover problem in the wireless network is caused by the mobility of the voice user. When the voice user moves between the wireless access points, the switching delay occurs during the handover. When the switching delay is too large, the quality of the VoIP service will be affected. The handoff delay is analyzed in this paper. In order to reduce the impact of handoff delay on the VoIP service, a fast switching algorithm based on pre scan is proposed in this paper. This algorithm can scan the hop access point in advance and reduce the handoff delay than the original handoff method. On this basis, a fast algorithm based on behavior prediction is proposed in this paper. By using the Markov process model and the exponential weighted moving average model, the algorithm uses the Markov process model and the exponential weighted moving average model to predict the down hop access point of the mobile site, so that the mobile site can switch to the access point on its behavior path and avoid short time switching. This algorithm can reduce the handover. Time delay satisfies the requirement of VoIP time delay and reduces unnecessary short time handover. It can accurately predict the access point on the mobile path. The voice capacity in the wireless network is an important index in building a VoIP system. The volume of speech service is analyzed in this paper, at fixed bit rate speech, respectively. Flow, variable bit rate speech flow, hidden terminal mode and network retransmission condition are analyzed in four aspects of the voice capacity of WLAN. A capacity analysis model is proposed, and the factors that affect the voice capacity are analyzed. The up and down flow unbalance in the wireless network leads to the limited voice capacity, although the IEEE 802.11e protocol is real time The service provides the support of quality of service, but there is no method to improve the capacity. Therefore, this paper analyzes and optimizes the voice capacity of the enhanced distributed channel access mode. This paper proposes a capacity optimization analysis model based on time delay constraint and packet loss rate constraints, through setting different minimum competitive windows, interframe interframe between arbitral frames. Isolation and transmission opportunities are limited to distinguish access points and sites, making access points easier to obtain channels to send data, alleviate bottleneck pressure at access points and increase voice capacity. Call admission control in wireless networks is an effective way to guarantee VoIP service quality. This paper proposes a call alignment based on resource dynamic adjustment. When the network resources are tense, the QoS level of the current voice call is reduced by increasing the group compartment of the voice terminal to provide the resources for the new call or the switching of the call. When the resources are idle, the QoS level of the current voice call is improved and the utilization rate of the network bandwidth is improved by reducing the group compartment of the voice terminal. The call admission control strategy can improve the voice capacity while using the channel resources effectively, and support the switching of the call access. Finally, a railway freight dispatching telephone system based on the wireless network VoIP technology is proposed in this paper. The telephone system is deployed on the railway experimental line. The performance of the system is analyzed through experiments, and the feasibility of using VoIP technology in railway freight dispatching telephone is verified.

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN916.5;TN92

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本文編號：1852003