异构无线网络环境中网络选择与资源分配方法研究

论文摘要

随着移动通信、计算机以及电子技术的高速发展,越来越多的终端设备具备接入多个不同性质接入网络的能力,而不同性质的接入网络也融合在一起共同为终端用户提供多种多样的服务,因此,异构网络的资源分配问题成为研究热点。资源分配的研究目标是,一方面通过终端为用户会话选择资源状况最优的接入网络,满足用户/应用需求的资源并优化网络总体的资源使用；另一方面各接入网络能够动态地为不同类型会话分配合适资源,容纳更多的用户及会话提高网络收益。目前大多数的资源优化机制,没有综合考虑某些应用会话的可变带特性以及网络选择对网络总体资源优化分配的影响,因此合理的网络选择及动态资源分配是目前急需解决的问题。本论文首先介绍了当前异构无线网络环境下资源分配问题的研究现状及研究方法。对终端的网络选择方法和接入网络的资源分配方法进行了逐一阐述,较为详细地介绍了基于AHP的网络选择方法以及基于博弈论和分析模型的资源分配方法。总结分析了当前异构无线网络环境下资源分配问题所存在及面临的各种挑战、需要解决的主要问题。在此基础上,本论文针对网络资源管理问题的两方面重要功能——网络选择及资源分配,提出了一种基于会话分类的网络选择及资源分配机制,给出了该机制的博弈论模型并且实现了动态资源分配及网络选择的核心算法。通过该算法,可使网络为不同类型的会话动态的分配及调整相应的带宽资源,并可让终端为会话选择资源状况最优的接入网络,以优化网络整体的资源利用。最后,在应用和修改NS2仿真工具中的EDCF及MIH仿真扩展模块的基础上,通过两个仿真场景来对提出的动态资源分配算法及网络选择,进行验证及分析。结果表明,该算法有助于网络整体的资源利用率及收益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文的主要工作
• 1.3 论文的内容组织
• 第二章 网络选择及资源分配问题概述
• 2.1 网络选择方法及相关研究
• 2.1.1 基于AHP的网络选择算法
• 2.1.2 基于博弈论的网络选择算法
• 2.2 资源分配方法及相关研究
• 2.2.1 基于马尔可夫模型的接纳控制方法
• 2.2.2 基于博弈论的资源分配方法介绍
• 2.3 分析模型及博弈论方法总结
• 2.3.1 基于马尔可夫模型的接纳控制方法
• 2.3.2 博弈论方法（Game Theory）
• 2.3.3 最优化方法（Optimization Method）
• 2.4 网络选择及资源分配存在的主要问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于会话分类及Utility的网络选择及资源分配机制
• 3.1 Utility及会话分类
• 3.1.1 统一的Utility框架
• 3.1.2 会话分类
• 3.2 S&UNRM的功能模型
• 3.2.1 网络选择功能模型
• 3.2.2 资源分配功能模型
• 3.2.3 网络选择与资源分配的信息交互
• 3.3 S&UNRM中资源分配、网络选择及接纳控制的关系
• 3.4 S&UNRM特点
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于博弈论的网络选择与资源分配算法
• 4.1 网络选择的博弈论建模
• 4.1.1 博弈模型
• 4.1.2 博弈均衡
• 4.2 资源分配及接纳控制的博弈建模
• 4.2.1 博弈模型
• 4.2.2 博弈均衡
• 4.2.3 均衡求解
• 4.3 最优资源分配策略的求解
• 4.3.1 拉格郎日最优化算法
• 4.3.2 网络资源价格发布
• 4.3.3 自适应竞争窗口调整
• 4.4 本章小结
• 第五章 RANSGT算法的仿真实现和性能分析
• 5.1 NS2仿真环境
• 5.1.1 NS2简介
• 5.1.2 MIH模块
• 5.1.3 EDCF模块
• 5.2 仿真模块修改
• 5.2.1 网络选择
• 5.2.2 资源分配
• 5.3 仿真场景和结果分析
• 5.3.1 仿真场景一——网络选择
• 5.3.2 仿真场景二——资源分配
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和进一步工作
• 缩略语
• 参考文献
• 作者攻读学位期间学术成果
• 致谢