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《北京邮电大学》 2012年
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PON与移动融合接入网络的若干关键技术研究

何珂  
【摘要】:随着多种宽带接入技术的不断发展以及用户通信需求的日益多元化,接入网络呈现出各种接入技术融合的发展趋势。一方面,移动接入网具备广覆盖、灵活移动性等优势,但是面临着降低成本、提高带宽的挑战。另一方面,无源光网络(PON)具备高带宽、低成本、全业务接入、高效QoS管理等优势,但缺乏可移动性。因此,PON与移动融合接入网络的研究受到越来越多的关注。 本文针对PON与移动融合接入网络资源分配、基于分支器环回XGPON的LTE回传网络带宽分配、移动视频业务的用户体验评价、Wi-Fi接入网中多AP带宽分配和3G与Wi-Fi混合接入网资源分配等关键技术进行了相关研究,并取得了一定的创新性研究成果。本文的主要创新点和研究工作包括: 1.针对PON与移动融合接入网络中PON内带宽资源和无线频谱资源独立分配带来的吞吐量低、时延大的问题,提出了一种在PON与移动融合接入网络结构上PON内带宽与无线频潜相结合的联合资源分配算法,根据无线频谱资源的变化动态调整融合型ONU(融合基站功能的ONU)的保证带宽。仿真结果表明,与PON内带宽和无线频谱独立分配算法相比,该算法的网络吞吐量提高了10%,融合接入网络端到端时延降低了1倍。 2.针对LTE回传网络eNodeB之间低时延通信的需求,提出了一种分支器环回XGPON的LTE回传网络结构下支持eNodeB之间低时延通信的动态带宽分配算法,该算法采用分别位于融合型OLT(融合MME/S-GW功能的OLT)和融合型ONU的两级带宽分配机制。仿真结果表明,当回传网络中eNodeB和MME/S-GW之间业务与eNodeB之间业务比例为8:2时,该算法较传统eNodeB之间业务需经MME/S-GW转发的回传网络在大负载时系统吞吐量提高了12%,eNodeB间通信业务平均时延降低了数倍,eNodeB间通信链路之间公平性改善了8%。 3.针对传统视频业务评价指标不能准确反映移动网络中移动视频业务的用户体验问题,定义了一种基于用户体验的移动视频业务评价指标—用户体验度(User Experience Index, UEI),从视频播放时长、视频流畅度、用户等待时间三方面反映了移动视频业务的用户体验。 4.为提高多AP Wi-Fi接入网络的移动视频业务用户体验,提出了一种基于贪婪的多AP联合带宽分配算法。在此基础上,进一步完善了贪婪算法并提出了一种基于性价比的多AP联合带宽分配算法。仿真结果表明,基于贪婪的多AP联合带宽分配算法比多AP独立带宽分配算法UEI提高了约2倍,基于性价比的算法比基于贪婪的算法UEI提高了约50%。 5.为提高多AP Wi-Fi接入与3G接入融合构成的移动融合接入网络的移动视频业务用户体验,提出了一种多AP带宽分配与3G流量分配独立的资源分配算法和一种在独立资源分配算法基础上改进的多AP带宽分配与3G流量分配相结合的协同合作资源分配算法。仿真结果表明,独立的资源分配算法比传统随机算法的用户体验度提高了30%,协同合作的资源分配算法比独立的资源分配算法的用户体验度提高了30%。在上述研究基础上,进一步通过考虑用户动态到达的场景完善了协同合作的资源分配算法,提出一种基于预测的协同合作资源分配算法,该算法根据历史数据以及当前请求为动态到达的用户进行资源分配。仿真结果表明,与先到先服务的算法相比,该算法的用户体验度提高了38%。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN929.1

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