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《西安电子科技大学》 2012年
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无线网络中的资源管理问题研究

惠蕾放  
【摘要】:随着无线通信技术的迅速发展和不断进步,人们越来越深刻地体会到无线通信带来的便捷。然而无线系统的资源是有限的,对资源的充分利用就显得尤为重要。同时,网络的异构化发展趋势也日益明朗,传统的“分而治之”的管理和运营模式必将造成网络资源的极大浪费,也越来越不能满足人们爆炸式增长的需求,因此资源管理问题是无线通信系统中的一个重要研究内容。它通过对各种资源进行合理地分配和有效地整合,实现网络资源的充分共享,为用户提供高质量的服务。 本文沿着自下至上的方向,从基站级、业务流级和系统级分别进行了资源管理问题的研究,寻求从资源共享和分配到异构网络中接入管理的方法和机制。具体研究成果如下: 1.小区间的频率复用问题是在构建网络过程中面临的首要问题。本文以最大化系统吞吐量为目标,将频率复用问题用一个博弈模型来表示,证明了均衡解的存在性和模型的收敛性,并依据该模型的特性提出了分布式的频率复用算法AMRG.在该算法中,基站通过不断对环境的学习和行为的修正,实现了频率资源的复用。仿真结果表明该分布式算法在收敛速度和需要的频率个数方面有很好的折中; 2.在实现了小区间频率复用的基础上,本文进一步研究了小区内多跳用户的资源共享问题。首先在用户具有相同类型业务的场景中提出了一种基于协商的TDMA协议NTDMA.该协议通过分布式的交互和协商来实现用户对时隙的共享。其协商结果在时隙个数上具有和经典的中心式染色算法相比拟的性能,其协商过程的持续时间仅是已有分布式算法DRAND的一半。另外,本文还基于染色算法,针对具有不同业务类型的用户,提出了两种兼顾业务类型及公平性的资源分配机制C-TDRS和S-TDGRS,并通过仿真验证了其性能。结果表明,这两种算法比已有算法在公平性和有效性上都有了很大的提升,并且S-TDGRS具有更好的性能,是一种行之有效的资源共享方案; 3.本文还构建了一个开放、灵活的异构网络资源管理架构,在各级网络设备和用户终端中设立了统一的资源管理模块。各模块都将决策和执行的行为分隔开来,独立操作,实现信息和指令在各模块各设备间的有序传输。这一架构为异构网络资源管理问题提供了研究基础和平台; 4.本文将资源管理问题扩展至异构网络中,研究异构网络中的接入管理问题。首先提出了一种基于策略的接入机制Er-G-JRRM。该机制以用户为中心,从初始网络选择和负载均衡两方面进行接入控制。初始选择采用随机接入的方式使得用户尽量分散在各个网络中,而在需要进行负载均衡时,用户以获得更好的服务为目标做网络的再次选择,网络则根据可获得的其它网络资源的多少决定用户的垂直切换。这样的机制既能保证用户获得更好的服务,又能按照资源的能力进行切换,使得呼损率和服务比例都比现有算法有明显的优势。此外,异构网络中的接入管理是一个双向选择的过程,除了用户选择网络外,还包括网络对用户的选择。因此,本文还提出了一种双向选择的GRA-BKP算法。用户采用GRA的方法对各网络从QoS指标,价格和服务评分三个方面进行综合评比,尝试接入具有最好综合性能的网络;网络则依据资源请求和资源总量采用背包问题的解法,接纳那些能带来最大系统收益的用户集合。GRA-BKP算法在满足更多用户需求的同时提高了网络收益。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN929.5

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