异构无线网络接入选择算法研究

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随着近年来移动互联网的高速发展,无线接入技术日益丰富多彩。人们越来越认识到,无法用一种接入技术满足所有场景、所有用户的入网要求。异构无线网络融合是下一代无线网络发展的一个重要发展趋势,异构网络融合背景下,需要对现有的无线网络资源合理利用和管理。网络接入选择算法能为用户选择最适合接入的网络,因此也是异构无线网络资源管理中的一个研究热点。本文研究异构网络融合下的网络接入选择算法,旨在满足用户的业务应用多样化的QoS需求,最大化网络资源利用率。主要研究内容如下:(1)首先研究了异构网络融合的相关理论知识和背景。其次研究了异构无线网络的相关理论基础,接着研究了异构无线网络垂直切换判决执行架构,然后研究了异构无线资源管理的相关理论知识,最后研究了接入选择策略的相关理论,主要包括一些常见的垂直切换和接入选择算法。(2)异构网络中,针对如何根据不同业务的特性选择合适的判决参数并利用这些参数来选择最适合的网络以来减少阻塞率和提高吞吐量等问题,提出了一种基于多业务和协同理论的异构网络选择算法。该算法将终端网络选择看作一个系统化的问题,每个候选网络是由若干个子系统构成的复合系统,子系统又由相应的网络属性构成。根据Shannon信息熵得到复合系统的熵值,熵值的大小反映了子系统直接的协同度,进而体现网络的整体性能。其次,在切换执行前,结合协同度最优和次优的网络的负载,从而选出最终切换的目标网络。仿真结果表明,在多种业务下,基于所提出的算法能有效降低切换阻塞率,提高网络整体的吞吐量。(3)随着多模终端技术的进步,单个移动终端同时接入多个网络提升服务质量慢慢变为现实,因此研究了一种基于逼近理想值的排序法的多网络接入选择算法。该算法根据终端接收信号功率确定能够进行通信的无线网络,以这些无线网络作为候选方案,计算各个方案对应的属性。再根据吞吐量和功耗阈值条件限定候选网络方案,对这些方案建立多属性决策矩阵,采用基于TOPSIS法来得到各个候选网络方案与正理想方案和负理想方案的欧氏距离。从中选出最接近正理想方案的多网络进行接入。仿真结果显示,与单网络接入算法相比,多网络接入算法可充分利用各种异构网络的空闲资源,提高吞吐量,降低用户的单位吞吐量对应的功耗和对应的费用,同时保证网络的负载均衡。
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