本文關鍵詞：異構網(wǎng)絡中接入選擇和資源分配研究

  更多相關文章： 異構網(wǎng)絡 接入選擇 資源分配 用戶歸屬

【摘要】：隨著通信技術的飛速發(fā)展,不斷增長的業(yè)務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。未來的無線通信網(wǎng)絡將會變成密集的、不規(guī)則的、自組織性的異構網(wǎng)絡,用戶終端可能同時處于多種無線網(wǎng)絡的覆蓋之下,研究終端需求與資源分配的匹配也就是研究終端應該接入哪種網(wǎng)絡才能更有效的利用資源,這就是網(wǎng)絡的接入選擇問題。如何在復雜的異構網(wǎng)絡中進行網(wǎng)絡選擇提升系統(tǒng)性能并滿足自身服務質量需求,具有重要研究意義。解決網(wǎng)絡接入選擇的方法可以分為兩類：以網(wǎng)絡為中心的方法和以用戶為中心的方法。以網(wǎng)絡為中心的方法通常將網(wǎng)絡選擇,即用戶歸屬和資源分配聯(lián)系在一起考慮,已有的網(wǎng)絡選擇方法大都基于固定的頻率空間復用方案,這將不再適用于未來5G無線網(wǎng)絡中分布不規(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研究終端能力、業(yè)務需求、用戶偏好、網(wǎng)絡覆蓋、網(wǎng)絡負載以及價格等因素,由終端進行綜合決策,選擇最佳網(wǎng)絡,目前已有多種數(shù)學模型對其進行討論,但在業(yè)務特點,屬性權重,終端特點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題,深入研究異構網(wǎng)絡中的接入選擇問題。針對異構超蜂窩網(wǎng)絡場景,提出了以網(wǎng)絡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,選擇用戶速率對數(shù)和作為優(yōu)化目標,構造優(yōu)化問題。由于原問題為NP-hard難題,將原問題分解為兩個子優(yōu)化問題,設計了資源分配“兩步走”的方案：第一步,采用資源預分配方案以提高資源利用率為目標,根據(jù)先驗通信量按需將系統(tǒng)資源分配給基站,由于子問題1是復雜的整數(shù)規(guī)劃問題,為降低復雜度,本文提出了一種啟發(fā)式預分配方案；第二步,研究用戶歸屬問題,將基站資源分配給用戶。由于子問題2是非凸的混合整數(shù)優(yōu)化問題,故采用放松約束的方法,轉化為凸優(yōu)化問題,然后利用拉格朗日對偶函數(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,還能達到均衡負載的效果。針對異構網(wǎng)絡多種無線接入技術共存現(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程與層次分析法結合的新模型。為了能更準確的決策,綜合考慮了信號強度、服務質量(帶寬、時延、時延抖動和丟包率)、網(wǎng)絡費用、終端移動性等多種決策因素。然后針對不同決策因素的特點,定義了相應的回報函數(shù)。為了適應業(yè)務的多樣性,采用層次分析法求解各屬性的權重,根據(jù)不同業(yè)務服務質量需求設置了不同權重。最后使用值迭代法來求解馬爾科夫決策問題,選擇鏈路回報值最大的網(wǎng)絡作為最優(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值還能有效減少平均切換次數(shù)。
【關鍵詞】：異構網(wǎng)絡 接入選擇 資源分配 用戶歸屬
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 主要符號對照表13-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 異構無線網(wǎng)絡14-17
• 1.2 異構無線網(wǎng)絡的關鍵技術17-19
• 1.2.1 異構網(wǎng)絡融合架構17-18
• 1.2.2 移動性管理18
• 1.2.3 無線資源管理18-19
• 1.3 異構無線網(wǎng)絡的多接入19-20
• 1.4 本文組織結構與主要貢獻20-24
• 第2章 相關研究與數(shù)學工具24-34
• 2.1 現(xiàn)有無線網(wǎng)絡存在的問題24-25
• 2.1.1 從網(wǎng)絡的角度24-25
• 2.1.2 從用戶角度25
• 2.2 異構網(wǎng)絡無線資源管理研究內容25-31
• 2.2.1 以網(wǎng)絡為中心的算法26-28
• 2.2.2 以用戶為中心的方法28-31
• 2.3 數(shù)學工具31-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 以網(wǎng)絡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)絡為中心的用戶歸屬和資源分配算法36-47
• 3.3.1 問題描述36-37
• 3.3.2 問題求解37-38
• 3.3.3 階段一：基站資源預分配方案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52-54
• 第4章 以用戶為中心的異構網(wǎng)絡接入選擇算法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網(wǎng)絡接入選擇算法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69-72
• 第5章 結束語72-74
• 5.1 現(xiàn)有工作總結72
• 5.2 未來研究展望72-74
• 參考文獻74-82
• 致謝82-84
• 在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果84

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳慶章;組建異構網(wǎng)應著重考慮的問題和產品現(xiàn)狀[J];計算機時代;1994年03期

2 汪蕓,顧冠群,謝俊清,兌繼英,孫昌平;異構網(wǎng)絡集成方法研究[J];計算機研究與發(fā)展;1997年03期

3 馬義忠;楊紅旗;高彥;専秋峰;;基于移動Agent異構網(wǎng)絡管理的分析與設計[J];微計算機信息;2008年33期

4 黃川;鄭寶玉;;多無線電協(xié)作技術與異構網(wǎng)絡融合[J];中興通訊技術;2008年03期

5 吳蒙;季麗娜;王X;;無線異構網(wǎng)絡的關鍵安全技術[J];中興通訊技術;2008年03期

6 李R，

本文編號：822833