異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境資源管理算法的研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，構(gòu)成了多無(wú)線(xiàn)接入的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無(wú)線(xiàn)資源管理是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化和保障用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）的關(guān)鍵技術(shù)。本學(xué)位論文深入研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的無(wú)線(xiàn)資源管理算法，主要包括:Cellular/WLAN融合網(wǎng)絡(luò)中基于優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)負(fù)載傳遞算法、基于多門(mén)限預(yù)留機(jī)制的自適應(yīng)帶寬分配算法、基于傳輸速率自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法、基于預(yù)置門(mén)限跨層切換的同頻干擾抵消算法和基于聯(lián)合信道和功率分配的同頻干

2、擾抑制算法。
　　論文的主要研究工作如下:
　　1.針對(duì)Cellular和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（Wireless LocalAreaNetwork，WLAN）融合網(wǎng)絡(luò)中的資源重配置問(wèn)題，提出一種基于優(yōu)先級(jí)的動(dòng)態(tài)負(fù)載傳遞(Priority-basedDynamic Load Transferring，PDLT)算法。當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或WLAN中無(wú)可用帶寬資源時(shí)，該算法能夠?qū)⒅丿B覆蓋區(qū)域中新的語(yǔ)音或者數(shù)據(jù)呼叫傳遞到尚有帶寬資源的網(wǎng)絡(luò);動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)

3、絡(luò)帶寬資源占用情況，根據(jù)設(shè)定的門(mén)限值將正在進(jìn)行的語(yǔ)音或數(shù)據(jù)呼叫切換到帶寬資源寬裕的網(wǎng)絡(luò)，平衡網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音/數(shù)據(jù)呼叫數(shù)目。數(shù)值分析和系統(tǒng)仿真結(jié)果表明，PDLT算法能有效地提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)接入量，減小新呼叫的阻塞概率，增加數(shù)據(jù)吞吐量并降低服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間。
　　2.針對(duì)異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中的具有用戶(hù)QoS保證的自適應(yīng)帶寬分配問(wèn)題，提出一種基于多門(mén)限預(yù)留機(jī)制的自適應(yīng)帶寬分配算法。該算法采用多宿主傳輸機(jī)制，通過(guò)預(yù)設(shè)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)的帶寬分配

4、門(mén)限，并基于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)和用戶(hù)的帶寬分配矩陣，根據(jù)業(yè)務(wù)支持的傳輸速率等級(jí)需求和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，將自適應(yīng)帶寬分配問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題并采用迭代方法來(lái)求解，在帶寬預(yù)留門(mén)限和網(wǎng)絡(luò)容量的約束下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)吞吐量的最大化。數(shù)值仿真結(jié)果顯示，所提算法能夠支持滿(mǎn)足QoS需求的傳輸速率等級(jí)，減小新用戶(hù)接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的阻塞概率，提高平均用戶(hù)接入率并增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
　　3.針對(duì)異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)絡(luò)共存場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)帶寬分配問(wèn)題，提出一種基于傳輸速率

5、自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法。該算法基于所提的傳輸速率優(yōu)先級(jí)決策模型，在傳輸速率QoS需求和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)容量約束下，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整不同網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)移動(dòng)終端所支持業(yè)務(wù)的傳輸速率來(lái)得到最優(yōu)帶寬重分配矩陣，以最大化整個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù);將自適應(yīng)帶寬重分配問(wèn)題描述為一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，采用動(dòng)態(tài)優(yōu)化的迭代算法自適應(yīng)調(diào)節(jié)用戶(hù)傳輸速率來(lái)最大化網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)。理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果表明，所提算法在給定傳輸速率且滿(mǎn)足用戶(hù)QoS需求基礎(chǔ)上，能夠最大化網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù)并減小新呼

6、叫的阻塞概率。
　　4.針對(duì)Macro-Femto同頻融合網(wǎng)絡(luò)中的同頻干擾抵消問(wèn)題，提出一種基于預(yù)置門(mén)限跨層切換的同頻干擾抵消算法。該算法基于提出的移動(dòng)終端小區(qū)駐留時(shí)間(Time-to-Stay，TTS)預(yù)測(cè)模型和同頻干擾分析模型，采用預(yù)置門(mén)限跨層切換策略，通過(guò)MUE/FUE在Femtocell/Macrocell的小區(qū)TTS和FAP/MBS上的接收信號(hào)干擾噪聲比(Signal-Interference-Noise-Rate，SI

7、NR)及預(yù)置的TTS和SINR門(mén)限分別對(duì)MUE/FUE做出跨層切換決策來(lái)抵消同頻干擾并分析所提算法采用最小功率傳輸和最優(yōu)功率傳輸兩種模式下的網(wǎng)絡(luò)性能。數(shù)值仿真結(jié)果表明所提算法能夠有效地降低網(wǎng)絡(luò)的中斷概率、提高用戶(hù)的和速率并增大網(wǎng)絡(luò)容量。
　　5.針對(duì)Macro-Femto同頻融合網(wǎng)絡(luò)中基于資源分配的干擾抑制問(wèn)題，提出一種基于聯(lián)合信道和功率分配的同頻干擾抑制算法。該算法通過(guò)對(duì)MU進(jìn)行功率控制并采用跨層切換消除同頻跨層干擾，對(duì)FUs進(jìn)