本文選題：無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署,越來(lái)越多的無(wú)線應(yīng)用和服務(wù)出現(xiàn)了。IP承載語(yǔ)音技術(shù)(VoIP)是以分組形式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)語(yǔ)音業(yè)務(wù),它利用了互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn),可以提供多元化的語(yǔ)音服務(wù),并且易于開(kāi)發(fā)和部署,所以在無(wú)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(wú)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(wú)線局域網(wǎng)在承載VoIP業(yè)務(wù)時(shí)存在的三大問(wèn)題,切換、容量、呼叫準(zhǔn)入控制,展開(kāi)了詳細(xì)的研究工作。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的切換問(wèn)題是由語(yǔ)音用戶的移動(dòng)性引起的。當(dāng)語(yǔ)音用戶在無(wú)線接入點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生切換,在切換的過(guò)程中會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)連接中斷而產(chǎn)生切換時(shí)延。當(dāng)切換時(shí)延過(guò)大時(shí)會(huì)影響VoIP的服務(wù)質(zhì)量,本文分析了產(chǎn)生切換時(shí)延的原因和影響因素。為了減少切換時(shí)延對(duì)VoIP業(yè)務(wù)的影響,本文提出了一個(gè)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(diǎn),比原始的切換方法能減少切換時(shí)延。在此基礎(chǔ)上,本文又提出了一個(gè)基于行為預(yù)測(cè)的快速切換算法。該算法將接入點(diǎn)信息以切換序列的方式存放在緩存中,通過(guò)使用馬爾科夫過(guò)程模型和指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均模型對(duì)移動(dòng)站點(diǎn)的下跳接入點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè),使得移動(dòng)站點(diǎn)可以切換到其行為路徑上的接入點(diǎn),避免短時(shí)切換。該算法能在降低切換時(shí)延來(lái)滿足VoIP時(shí)延要求的同時(shí),減少不必要的短時(shí)切換,對(duì)有移動(dòng)規(guī)律的站點(diǎn)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其移動(dòng)路徑上的接入點(diǎn)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音容量是在搭建VoIP系統(tǒng)時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo),本文對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的容量進(jìn)行了分析,分別在固定比特率語(yǔ)音流、可變比特率語(yǔ)音流、隱藏終端模式下和網(wǎng)絡(luò)重傳情況下等四個(gè)方面分析了無(wú)線局域網(wǎng)的語(yǔ)音容量,提出了容量分析模型,并分析了影響語(yǔ)音容量的因素。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中上下行的流量不平衡導(dǎo)致語(yǔ)音容量有限,雖然IEEE 802.11e協(xié)議對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供了服務(wù)質(zhì)量的支持,但并沒(méi)有提出改進(jìn)容量的方法,因此本文對(duì)增強(qiáng)分布式信道接入模式下的語(yǔ)音容量做了分析與優(yōu)化。本文提出了基于時(shí)延約束和丟包率約束的容量?jī)?yōu)化分析模型,通過(guò)設(shè)定不同的最小競(jìng)爭(zhēng)窗口、仲裁幀間間隔和發(fā)送機(jī)會(huì)限制來(lái)區(qū)分接入點(diǎn)和站點(diǎn),使得接入點(diǎn)更易獲取信道來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù),緩解了接入點(diǎn)處的瓶頸壓力從而增加了語(yǔ)音容量。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的呼叫準(zhǔn)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(gè)基于資源動(dòng)態(tài)調(diào)整的呼叫準(zhǔn)入策略。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源緊張時(shí),通過(guò)加大語(yǔ)音終端的組包間隔來(lái)降低當(dāng)前語(yǔ)音呼叫的QoS等級(jí),為新建呼叫或切換通話提供接入的資源;當(dāng)有資源空閑時(shí),通過(guò)降低語(yǔ)音終端的組包間隔來(lái)提高當(dāng)前語(yǔ)音呼叫的QoS等級(jí),提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。該呼叫準(zhǔn)入控制策略能在有效的使用信道資源的同時(shí),提升語(yǔ)音容量,并支持切換通話的接入。最后結(jié)合實(shí)際的工程項(xiàng)目,本文提出了一個(gè)基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)VoIP技術(shù)的鐵路貨運(yùn)調(diào)度電話系統(tǒng),研究設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能架構(gòu),在貨運(yùn)鐵路實(shí)驗(yàn)線上部署了電話系統(tǒng),通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了系統(tǒng)的性能,驗(yàn)證了在鐵路貨運(yùn)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN916.5;TN92

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本文編號(hào)：1852003