论文题目: CDMA网络中高速实时流越区切换算法的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机应用技术
作者: 姚正林
导师: 刘金刚
关键词: 越区切换,瞬态解,准入控制,自相似,重尾分布,软容量
文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 随着移动通信技术的发展,在即将到来的3G时代,高速实时多媒体数据业务将成为移动通信网络业务中最重要的组成部分。因此,对这类数据流的越区切换进行研究具有十分重要的意义。数据流越区切换是移动蜂窝通信系统所独有的功能,也是移动通信系统的主要特征,已经成为增加系统容量和提高通信质量的关键技术。在移动网络的端到端服务质量管理中,系统越区切换阻塞率是一项非常重要的QoS指标。如何降低切换连接的阻塞率,同时更加有效地利用系统资源,一直是无线网络服务质量管理和资源管理的一个重要问题。本文首先介绍了目前在第二代移动通信网络当中常用的几种切换算法,并对这些算法的优势和存在的弊端进行了详细分析,发现资源预留粒度的大小会直接影响传统信道预留算法的性能。针对这一问题,本文提出了一种基于M/M/N排队过程瞬态解的动态信道资源预留算法。利用对实际越区切换阻塞率的统计来动态调节系统的切换阻塞率指标;并通过对未来一定时间内的越区切换阻塞率的预测,来对系统内部新增呼叫进行准入控制,可以在一定程度上弥补预留粒度对算法性能的影响。文章还介绍了CDMA系统软切换的过程和特点,并分析了CDMA网络容量的随机性和突发性。利用这些成果,通过对小区中不同状态的数据流所占用资源情况的概率分析,分别提出了在软切换条件下以及软容量情况下的高速实时流越区切换动态资源预留算法。由于对软切换区域中移动台的运动模式进行了比较准确的预测,使得在系统动态调节预留资源时比硬切换条件下拥有更低的内部接入阻塞率和更高的系统资源利用率。为了保证一定的切换阻塞率指标,同时能够满足数据流的其它服务质量要求,本文还对高速网络中数据流的性质进行了详细的分析和研究。并针对数据流自相似的特性发展了Norros的排队模型,提出了一种重尾间隔ON-OFF流随机接入的准入控制方案。在此基础上,提出了一种自相似数据流的越区切换的动态资源预留算法,这个算法同时考虑了系统切换阻塞率要求和数据流的长相关特性。本文还对所提出数据流越区切换算法进行了大量的仿真实验,在实验中对系统模型进行了合理的假设,重点在系统越区切换阻塞率、内部接入阻塞率以及系统资源利用率等主要性能指标上,同传统的算法进行了大量的对比分析,证明了本文提出算法的有效性。
论文目录:
摘要
Abstract
图目录
表目录
第一章 绪论
1.1 课题的背景、目的和意义
1.1.1 移动通信的发展
1.1.1.1 前两代移动通信系统的发展介绍
1.1.1.2 第三代移动通信系统的发展
1.1.2 切换在移动通信中的关键作用
1.1.2.1 切换管理是无线资源管理重要组成部分
1.1.2.2 越区切换是网络端到端服务质量管理中关键的技术
1.2 切换方案分类
1.2.1 根据切换的过程同时涉及到的基站数量划分
1.2.2 根据切换过程的控制方式划分
1.2.3 依据切换发起的信道不同划分
1.2.4 根据多层网络中的网络层次划分
1.3 国内外对切换算法的研究情况
1.4 本文的工作
1.5 本文的组织形式
第二章 硬切换条件下越区切换信道预留算法的研究
2.1 通用切换算法介绍
2.1.1 非优先权的越区切换方案
2.1.2 优先权（信道预留）的越区切换方案
2.1.3 排队方案
2.1.3.1 越区切换请求排队方案
2.1.3.2 越区切换请求和内部呼叫请求排队方案
2.2 一种动态信道预留越区切换算法
2.2.1 M/M/∞系统的瞬态解
2.2.2 M/M/N 系统的瞬态解
2.2.3 预测时段阻塞率指标的确定
2.2.4 动态预留信道算法描述
2.3 数值计算和仿真
本章小结
第三章 软切换条件下高速实时流动态切换预留算法的研究
3.1 软切换概述
3.1.1 软切换介绍
3.1.2 软切换的实现
3.1.3 切换参数
3.1.4 软切换对网络性能的影响
3.1.5 更软切换
3.2 基于软切换的高速实时流越区切换算法研究
3.2.1 高速流软切换模式介绍
3.2.2 一种软切换条件下高速实时流动态资源预留切换算法
3.2.2.1 系统模型分析和介绍
3.2.2.2 切换区域中的移动台状态预测
3.2.2.3 对外部接入用户基本信道的占用情况的预测
3.2.2.4 时间t 内从小区外部越过切换区域进入到小区内部的移动台所占用资源的分布函数分析
3.2.2.5 在本小区中进行高速传输的移动台占用资源的概率分析
3.2.2.6 系统总体资源占用动态变化的概率分析
3.2.2.7 系统饱和状态的概率分析
3.2.2.8 预留方案介绍
3.3 数值计算与仿真
本章小结
第四章 CDMA 网络中自相似数据流切换算法的研究
4.1 网络业务流的自相似性介绍
4.1.1 自相似过程的定义
4.1.1.1 连续时间的定义
4.1.1.2 自相似过程的离散时间定义
4.1.2 自相似过程的性质
4.1.2.1 自相似过程的长范围相关特性
4.1.2.2 自相似过程谱密度的幂指数特性
4.1.2.3 自相似过程的叠加性质
4.1.3 自相似特性的物理解释
4.1.3.1 重尾分布
4.1.3.2 重尾分布与自相似过程的关系
4.1.4 自相似数据传输的模型和估计
4.1.5 真实多媒体业务数据的测量及其结果
4.2 ON-OFF 重尾间隔流的准入控制分析和研究
4.2.1 多 ON-OFF 流叠加自相似性分析
4.2.2 Norros 的排队模型
4.2.3 随机数据流接入数量的排队分析
4.2.3.1 数据流接入过程分析
4.2.3.2 用户随机接入情况下重尾 ON-OFF 叠加流的准入控制模型
4.3 CDMA 网络中自相似数据流越区切换资源预留算法的研究
4.3.1 系统中数据流状态的概率分析
4.3.2 系统准入控制分析
4.4 数值计算和仿真
本章小结
第五章 软容量条件下自相似数据流切换预留算法的研究
5.1 CDMA 小区系统的容量分析和研究
5.1.1 反向容量分析
5.1.2 正向容量分析
5.1.3 话音激活因子
5.2 多址干扰分析
5.2.1 上行链路的 MAI
5.2.2 下行链路的 MAI
5.2.3 MAI 自相似的主要结论
5.3 突发性软容量情况下自相似流越区切换资源预留算法的研究
5.3.1 系统模型
5.3.2 系统容量的预测
5.3.3 系统容量概率分布的研究
5.3.4 系统阻塞概率的计算
5.4 数值计算与仿真研究
5.4.1 MAI 干扰仿真
5.4.2 算法性能的仿真
本章小结
第六章 多种类高速实时流的切换资源预留算法研究
6.1 多种类数据流算法介绍
6.2 多种数据流在硬切换条件下动态切换算法的研究
6.3 多种自相似数据流在软切换条件下动态切换算法的研究
6.3.1 系统描述
6.3.2 系统中不同数据流的状态概率分析
6.4 系统软容量条件下多种类数据流切换资源预留算法
6.4.1 系统干扰的预测
6.4.2 系统容量的计算
6.4.3 系统阻塞概率的计算以及准入控制分析
本章小结
第七章 结论和展望
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2006-12-27
参考文献
- [1].蜂窝移动通信系统中越区切换算法的研究[D]. 李波.西安电子科技大学2001
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