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基于Q学习的LTE/WLAN网络接入控制算法研究

陈旋  
【摘要】:随着无线通信技术的不断发展,人们对于通信的无缝性、高速性及网络泛在化的要求不断提高,单一网络已经很难满足用户的需求。因此,异构网络的融合成为满足用户日益增长的通信需求的良好解决方案。第四代移动通信技术长期演进(Long Term Evolution, LTE)系统和无线局域网(WirelessLocal Area Network, WLAN)分别作为广覆盖通信和高速率通信的代表,二者的融合势不可挡,受到了广泛的关注。而其中接入控制技术的研究成为提高整个异构网络性能的关键。然而,传统的接入控制方法缺少对网络特性的特征分析,不能结合信道状态和网络资源状况进行在线动态的接入控制,以实现用户服务质量保障、网络负载均衡和提高资源利用率的较好平衡。 针对上述问题,本文提出一种基于Q学习的LTE/WLAN异构网络接入控制算法。具体研究内容为:首先,在LTE和WLAN接入控制关键技术研究的基础上,对基于Q学习的接入控制算法进行了研究。结合LTE和WLAN接入控制技术的特点,提出了Q学习接入控制算法基本理论框架,将Q学习算法与接入控制进行良好融合。其次,从LTE和WLAN信道状态分析可接入子网候选集和用户的时频资源效率。然后,对网络的容量和资源分配机制进行分析,分别对两个网络建立了分析模型,从而构建了Q学习机器交互所需的环境。最后,建立了Q学习接入控制系统模型,在进行合理的参数选择之后,进行仿真验证。 通过与WLAN优先的接入控制算法进行仿真结果比较分析,本文提出的Q学习接入控制算法能够更好地实现动态自适应接入控制,保障了更低的掉话率、更高的有效呼叫到达率和更好的负载均衡,在相同数量资源的情况下,提高了异构网络的资源利用率,承载了更多的用户并为其保障了基本业务需求。


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