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《厦门大学》 2014年
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基于虚拟化的无线异构网络资源管理技术研究

朱晨  
【摘要】:随着无线通信技术的发展和高速移动应用业务的普及,人类社会进入高效的信息化时代。5G系统将成为面向2020年移动通信发展的的新一代无线通信系统,是一个多种无线接入制式、多种移动业务、多种终端设备融合的网络,通过网络架构的革新和技术研究的突破,满足未来人类社会全面信息化的需求。虚拟化是未来网络全面融合的必然趋势,因此本文研究了基于虚拟化的无线异构网络的资源管理技术。 基于资源虚拟化,本文提出了一种在物理网络上搭载虚拟化网络的虚拟化异构无线接入网络的网络架构。将无线接入网的网络控制平面和数据转发平面解耦,将多种制式、多个层次的无线异构网络的接入设备的控制平面合而为一,网络资源包括无线通信资源和硬件处理资源抽象为虚拟资源,资源的管理调度由统一的虚拟化管理系统完成。 为此,本文提出了一种虚拟化管理系统的设计方案,虚拟化管理系统的核心功能包括建立虚拟资源与物理资源映射,以及根据用户请求和网络运行状态进行资源管理调度决策。 同时,针对网络运营的不同目标对虚拟子网进行了分类,资源管理策略层可以根据不同的虚拟子网的性能需求,协同调配各种无线资源,制定不同的资源调度策略。 基于资源虚拟化的虚拟无线异构网络构建的核心是无线通信资源虚拟化映射关系的构建。映射关系可以分为两个层次,第一层次是虚拟资源与物理资源的映射关系,第二层次是用户与虚拟资源的映射关系。本文提出了一种基于遗传算法的虚拟无线资源映射算法用于解决第一层次的映射关系,设计了适用于不同虚拟子网的不同网络优化目标函数,经仿真验证,证明基于不同优化目标的虚拟无线映射算法在轻度、中度、重度网络负载运行状态下取得的网络性能。 在第二层次映射关系的研究中,本文以面向无线资源的虚拟子网为主要研究对象,以抑制网络干扰,优化网络覆盖,提升网络容量,最大化无线资源利用率为资源管理策略的设计目标。首先,针对网络负载实时变化与业务差异性的特点,本文提出了一种基于负载感知的虚拟网络干扰协调机制。仿真结果表明,虚拟资源调度能够更加灵活的适应网络负载的变化,动态、自适应的根据用户业务变化情况为用户按需分配资源,提高网络吞吐量和资源利用率。 其次,针对未来网络多层次覆盖融合的趋势,本文提出了一种适用于多层异构网络的虚拟网络干扰协调机制,对不同层次用户对无线资源的共享或互斥关系进行分析,提出了基于虚拟化管理平台的局部协作资源调度算法。仿真验证对异构网络资源进行统一的抽象化之后,通过合理的对虚拟资源的集中式规划与分配调度能使多种层次的覆盖系统更加紧密的耦合,为用户提供更加完善的服务。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN92

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【参考文献】
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