無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的資源管理問(wèn)題研究.pdf

1、隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越深刻地體會(huì)到無(wú)線(xiàn)通信帶來(lái)的便捷。然而無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的資源是有限的，對(duì)資源的充分利用就顯得尤為重要。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化發(fā)展趨勢(shì)也日益明朗，傳統(tǒng)的“分而治之”的管理和運(yùn)營(yíng)模式必將造成網(wǎng)絡(luò)資源的極大浪費(fèi)，也越來(lái)越不能滿(mǎn)足人們爆炸式增長(zhǎng)的需求，因此資源管理問(wèn)題是無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。它通過(guò)對(duì)各種資源進(jìn)行合理地分配和有效地整合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的充分共享，為用戶(hù)提供高質(zhì)量的服務(wù)。
　　本文沿

2、著自下至上的方向，從基站級(jí)、業(yè)務(wù)流級(jí)和系統(tǒng)級(jí)分別進(jìn)行了資源管理問(wèn)題的研究，尋求從資源共享和分配到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中接入管理的方法和機(jī)制。具體研究成果如下：
　　1．小區(qū)間的頻率復(fù)用問(wèn)題是在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中面臨的首要問(wèn)題。本文以最大化系統(tǒng)吞吐量為目標(biāo)，將頻率復(fù)用問(wèn)題用一個(gè)博弈模型來(lái)表示，證明了均衡解的存在性和模型的收斂性，并依據(jù)該模型的特性提出了分布式的頻率復(fù)用算法AMRG。在該算法中，基站通過(guò)不斷對(duì)環(huán)境的學(xué)習(xí)和行為的修正，實(shí)現(xiàn)了頻率資源的復(fù)

3、用。仿真結(jié)果表明該分布式算法在收斂速度和需要的頻率個(gè)數(shù)方面有很好的折中；
　　2．在實(shí)現(xiàn)了小區(qū)間頻率復(fù)用的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步研究了小區(qū)內(nèi)多跳用戶(hù)的資源共享問(wèn)題。首先在用戶(hù)具有相同類(lèi)型業(yè)務(wù)的場(chǎng)景中提出了一種基于協(xié)商的TDMA協(xié)議N-TDMA。該協(xié)議通過(guò)分布式的交互和協(xié)商來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)對(duì)時(shí)隙的共享。其協(xié)商結(jié)果在時(shí)隙個(gè)數(shù)上具有和經(jīng)典的中心式染色算法相比擬的性能，其協(xié)商過(guò)程的持續(xù)時(shí)間僅是已有分布式算法DRAND的一半。另外，本文還基于染色算法

4、，針對(duì)具有不同業(yè)務(wù)類(lèi)型的用戶(hù)，提出了兩種兼顧業(yè)務(wù)類(lèi)型及公平性的資源分配機(jī)制C-TDRS和S-TDGRS，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了其性能。結(jié)果表明，這兩種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，是一種行之有效的資源共享方案；
　　3．本文還構(gòu)建了一個(gè)開(kāi)放、靈活的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理架構(gòu)，在各級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶(hù)終端中設(shè)立了統(tǒng)一的資源管理模塊。各模塊都將決策和執(zhí)行的行為分隔開(kāi)來(lái)，獨(dú)立操作，實(shí)現(xiàn)信息和指令在各

5、模塊各設(shè)備間的有序傳輸。這一架構(gòu)為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理問(wèn)題提供了研究基礎(chǔ)和平臺(tái)；
　　4．本文將資源管理問(wèn)題擴(kuò)展至異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的接入管理問(wèn)題。首先提出了一種基于策略的接入機(jī)制Er-G-JRRM。該機(jī)制以用戶(hù)為中心，從初始網(wǎng)絡(luò)選擇和負(fù)載均衡兩方面進(jìn)行接入控制。初始選擇采用隨機(jī)接入的方式使得用戶(hù)盡量分散在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，而在需要進(jìn)行負(fù)載均衡時(shí)，用戶(hù)以獲得更好的服務(wù)為目標(biāo)做網(wǎng)絡(luò)的再次選擇，網(wǎng)絡(luò)則根據(jù)可獲得的其它網(wǎng)絡(luò)資源的多少?zèng)Q定用

6、戶(hù)的垂直切換。這樣的機(jī)制既能保證用戶(hù)獲得更好的服務(wù)，又能按照資源的能力進(jìn)行切換，使得呼損率和服務(wù)比例都比現(xiàn)有算法有明顯的優(yōu)勢(shì)。此外，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的接入管理是一個(gè)雙向選擇的過(guò)程，除了用戶(hù)選擇網(wǎng)絡(luò)外，還包括網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶(hù)的選擇。因此，本文還提出了一種雙向選擇的GRA-BKP算法。用戶(hù)采用GRA的方法對(duì)各網(wǎng)絡(luò)從QoS指標(biāo)，價(jià)格和服務(wù)評(píng)分三個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)比，嘗試接入具有最好綜合性能的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)則依據(jù)資源請(qǐng)求和資源總量采用背包問(wèn)題的解法，接納那些能帶