收藏本站
《华中科技大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于分布式约束满足算法的无线信道分配研究

韦沙  
【摘要】:无线蜂窝通信技术在移动通信发展史上有着里程碑的意义。近年来,随着移动通信系统在全球范围内的部署以各类移动通信业务功能的开发,蜂窝网已经成为应用最为广泛、业务最为繁重的移动通信网络之一。因此,如何有效利用有限的频谱资源保证通信质量是蜂窝网络技术研究中的一个重要课题。 通过改善信道分配技术,降低移动终端间的干扰冲突,能够提升网络可承载的移动终端数量。随着用户呼叫阻塞率和切换失败概率的减少,网络的性能也随着提升。当前的许多相关研究工作主要为设计各种优化算法,以求解最优或者次优的信道分配。而在实际蜂窝网的应用中,该信道分配算法的设计面临一下几个方面的挑战: ●有效支持大规模部署的信道分配算法 信道分配问题(Channel Assignment Problem, CAP)属于组合优化中的NP完备问题。对于解决NP完备问题,目前已存在若干优化算法在各种严格的约束条件下,如同频干扰约束(co-channel constraint),邻频干扰约束(adjacent channel constraint)和同位干扰约束(co-site constraint)等,都可以获得最优解。但是,在对于移动通信营业商来讲,集中式的最优化算法复杂度较高并且难以部署。当有话务产生、流量需求时,能够及时响应并分配信道以满足所有用户的请求,是运营商更加接受的解决方案。 ●有效支持移动切换的信道分配算法 在蜂窝网络中,终端属于移动状态,可以在一个小区或多个小区之间越区运动。在蜂窝网络中,信道切换常常发生。通信被中断比呼叫被拒绝更加让人难以接受。目前提出的解决方案是借用信道。但是盲目地向邻小区借用信道,将导致邻小区处于拥塞状态。因此,需要结合借用信道等信道切换机制,设计更加有效的信道分配方案,减少多个小区的用户呼叫阻塞。 ●支持多跳蜂窝网场景的联合路由和信道分配算法 多跳蜂窝网络(Multi-hop cellular networks, MCN)是近年来被广泛关注的一种新型的蜂窝网络架构,被认为是未来4G网络建设的无线架构之一。在多跳蜂窝网络中,死区(dead spots)问题和热区(hot spots)问题依然存在,因此,有必要设计高效的多跳中继/路由协议和信道分配算法以适应蜂窝网络中终端的高移动性。MCN中信道分配问题与路由问题是相互影响的——不同的信道分配对应不同网络拓扑,影响路由协议的决策;而不同的路由决策将影响各信道的负载状态,进一步影响信道分配的结果。现有的工作通常将两个问题单独处理,因此无法有效地解决蜂窝网络中的负载拥塞问题。 综合以上考虑,本文提出了一种基于分布式约束满足问题(Distributed Constraint Satisfaction Problem, DCSP)的信道分配方案。此论文由“自然科学基金”和“湖北省智能互联网重点实验室”资助,项目编号分别为60772088,60602029和No.HSIT200605。 本论文的主要贡献在于: 1.针对信道资源紧缺的问题,本论文提出基于分布式约束满足算法的信道分配,在保证系统无干扰的前提下,以最少的信道量满足更多的呼叫请求量,使得呼叫阻塞概率降低。该策略有效地利用信道资源,提高移动通信系统利用率。仿真结果表明,在大规模场景中基于DCSP的信道分配方法能够在满足用户服务请求,求解信道分配策略。 2.针对移动通信用户越区的信道切换失败的问题,本论文提出了一种差错容忍的信道分配(Fault Tolerant Channel Assignment)算法以保证移动终端在拥塞小区时的连续通信。此算法通过融合多种差错容忍的切换技术,包括预留信道、基于移动终端移动方向的信道借用技术、基于方向借用的信道锁定技术、信道复用等,能够显著降低蜂窝网络中的切换失败和呼叫阻塞的概率。 3.针对多跳蜂窝网系统中的热区问题,本论文提出了多跳蜂窝网络中联合考虑路由与信道分配(Joint Routing and Channel Assignment, JRCA)的算法。JRCA算法能够在可用信道较少时实现无冲突的信道分配,同时可以均衡网络负载以降低实现网络切换失败概率和呼叫阻塞概率。仿真结果表明JRCA相比传统蜂窝网络下的信道分配方法能够显著提升系统性能。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN929.5

手机知网App
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷学强;陈璟;王克波;;面向目标区域规划的分布式约束满足求解方法[J];兵工自动化;2009年01期
2 邵伟平;刘永贤;郝永平;曾鹏飞;;基于分布式约束满足的产品配置研究[J];东北大学学报(自然科学版);2007年01期
3 黄倩,陈惠民;多媒体业务在越区切换中服务质量保证方法的研究[J];电子与信息学报;2003年04期
4 唐屹;基于多agent系统的分布式问题求解中的重尾现象[J];计算机工程与应用;2005年30期
5 贺利坚;张伟;石纯一;;DCSP和DCOP求解研究进展[J];计算机科学;2007年11期
6 李卫;张自力;吴华君;;基于DCSP的煤矿应急救援资源调配方法[J];计算机科学;2011年05期
7 韦沙;刘威;陈小慧;程文青;;蜂窝网中基于分布式约束满足算法的改进信道分配[J];计算机科学;2012年06期
8 杨晗,尹建伟,董金祥,罗尚虎;分布式遗传退火算法求解分布式配置问题[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年06期
9 周根春,曹健,张申生,周晓俊;基于约束Agent的面向服务性能的服务复合方案[J];计算机集成制造系统;2005年08期
10 刘鸿福;陈璟;沈林成;;分布式约束满足问题及其在MAS任务分配中的应用[J];计算机应用研究;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 ;A Constraint Satisfaction Algorithm for Fleet Weapon Compatibility[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 聂伟;WiMAX无线网络QoS测量及优化研究[D];电子科技大学;2011年
2 杨晗;端口—连接型产品配置研究与实现[D];浙江大学;2004年
3 王秦辉;约束满足及其分布式求解和应用研究[D];中国科学技术大学;2007年
4 黄晶;基于多Agent分布式约束优化问题求解方法研究[D];吉林大学;2008年
5 刘海涛;多智能体机器人系统中的若干通信技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 刘春晖;基于约束传播的约束求解方法研究[D];吉林大学;2008年
7 陈磊;分簇传感器网络的优化方法的研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 许炜;Web服务事务管理关键技术研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 苏艳芳;基于MDP的多智能体交通信号灯控制方法[D];电子科技大学;2010年
2 李卫;基于DCSP的煤矿应急救援资源调配研究[D];西南大学;2011年
3 李伟华;语言网格中支持QoS的Web服务组合研究[D];西南大学;2011年
4 贾琳;GSM系统处理切换呼叫的优化方案及模型分析[D];吉林大学;2006年
5 薛帆;结合组织模型的多Agent分布式调度研究[D];中国民航大学;2007年
6 高健;基于推理的约束满足问题求解算法研究[D];吉林大学;2008年
7 周晓鹏;WCDMA移动通信系统中邻区优化方案的研究和应用[D];复旦大学;2008年
8 施倩;蜂窝移动通信系统中的信道分配算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何文伟,何晨;分层式动态信道分配移动通信系统的性能分析[J];上海交通大学学报;2004年02期
2 尚杨;吴雪;;蜂窝网络和Ad Hoc网络综述[J];信息通信;2007年02期
3 尹燕飞;张远平;;基于免疫策略的信道资源分配算法[J];计算机工程与应用;2008年29期
4 崔维嘉,于宏毅,李青;混合网络研究[J];中兴通讯技术;2005年04期
5 康建;;联通上市招股[J];每周电脑报;2000年23期
6 王志平,李存永;蜂窝和WLAN在未来无线移动网络中的结合[J];华北水利水电学院学报;2005年04期
7 杨涛;吴树兴;吴伟陵;;下一代移动通信系统中的多跳通信[J];电子科学技术评论;2005年04期
8 杨勇;;基于GPRS网络的远程医疗信息支持系统[J];西安航空技术高等专科学校学报;2006年05期
9 李国强;靳浩;;Ad hoc技术在未来无线通信中的组网研究[J];电信快报;2007年05期
10 张云鹏;周连兵;;蜂窝网络单点容错路由协议研究[J];微计算机信息;2007年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张知皦;徐明;;移动蜂窝网络的资源预留路径建立方法[A];第二十届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2003年
2 孙丽娥;;蜂窝网络中频率分配算法的研究[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
3 杨宁;胡臻平;苏健;高有军;崔春风;王晓奇;;即时通信业务特性分析及对蜂窝网络影响研究[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
4 涂鸿渐;陈前斌;;无线蜂窝网络的呼叫接入控制方案综述[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
5 崔鹏;;D2D技术在LTE-A系统中的应用[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
6 吕智勇;史焱;张更新;马刈非;;第三代移动通信系统中的信道分配[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
7 俞一帆;罗涛;尹长川;;蜂窝网络的数据及语音综合接入方案[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
8 俞一帆;罗涛;尹长川;;蜂窝网络的数据及语音综合接入方案[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
9 朱立东;吴诗其;;无线蜂窝网络中的一种基于排队模型的信道分配策略[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
10 钱宗峰;张更新;;天基卫星移动通信系统的切换和信道分配策略[A];卫星通信技术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 卜娜;Wi-Fi市场酝酿“完美风暴”[N];中国计算机报;2011年
2 ;强力粘合蜂窝与WiFi网络[N];网络世界;2011年
3 沈涛;提高无线交换可靠性[N];计算机世界;2004年
4 本报记者 卜娜;Wi—Fi将与蜂窝网络无缝连接[N];中国计算机报;2011年
5 李亚军;PoC业务的特点和演进策略[N];人民邮电;2006年
6 沈峻岭;双模部署刺激企业无线融合[N];网络世界;2007年
7 王文杰;融合通信 融合还是分裂?[N];中国计算机报;2004年
8 ;蜂窝与WLAN携手应对数据狂潮[N];人民邮电;2011年
9 滕颖蕾袁超伟;网络无缝融合技术:802.21标准和UMA[N];中国计算机报;2007年
10 Craig J Mathias;政府干预阻挠Wi—Fi前行[N];计算机世界;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韦沙;基于分布式约束满足算法的无线信道分配研究[D];华中科技大学;2011年
2 寇明延;蜂窝网协作通信及相关技术研究[D];北京邮电大学;2010年
3 王建辉;基于信息融合的蜂窝网定位技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
4 李立英;认知网络和LTE蜂窝网络中通信资源分配与功率控制算法的研究[D];电子科技大学;2011年
5 徐晶;多接口无线网络信道分配与路由技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 王成金;蜂窝网视频分层协同中继组播的信道容量分析和功率分配优化研究[D];北京邮电大学;2011年
7 张云春;无线网状网中的吞吐量分析与信道分配研究[D];吉林大学;2011年
8 邓平;蜂窝网络移动台定位技术研究[D];西南交通大学;2002年
9 张涌;无线通讯网络中频率分配的在线算法[D];复旦大学;2006年
10 崔维嘉;基于3G LTE的混合网络关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付秀花;蜂窝网中基于协作网络编码的功率分配方案研究[D];北京交通大学;2011年
2 李淼;无线通讯网络中特殊区域的可靠性分析及方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
3 孙国林;TOA/TDOA蜂窝网络定位算法研究[D];电子科技大学;2003年
4 王秋苹;无线网络覆盖与信号盲区的研究[D];曲阜师范大学;2011年
5 刘冰;人工免疫算法及其应用研究[D];重庆大学;2004年
6 龙艳;OFDMA多跳中继蜂窝网中选路算法研究[D];西南交通大学;2010年
7 尹燕飞;蜂窝网络中信道分配及多用户检测的免疫算法[D];兰州理工大学;2009年
8 李莉;TD-LTE蜂窝网络的同频干扰评估与优化[D];北京邮电大学;2011年
9 赵争光;OFDMA多跳中继蜂窝网络高效资源分配与优化研究[D];西南交通大学;2010年
10 魏学虎;基于蜂窝网络的TDOA定位机制新算法研究[D];兰州大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026