异构IP无线网络中的网络选择与资源分配算法研究

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移动通信系统正朝着更高速率传输,更大系统容量,更广业务覆盖,更合理资源分配的方向发展。在多种接入技术并存的无线通信环境中,实现异构无线资源的协调管理和优势互补,不仅是异构无线技术发展的必然趋势,也是网络运营者实现最佳用户体验和最优的资源使用的根本途径。在异构IP无线融合网络中,无线资源管理问题已经成为未来网络中的需要面临的一个重要问题,特别是网络选择和资源分配策略的研究成为目前学术界关注的焦点。本论文重点研究异构IP无线网络中的网络选择与资源分配算法,主要包括:异构IP无线网络资源管理架构,异构IP无线网络选择算法研究,基于决策树理论的异构无线网络选择算法,基于非合作博弈的异构无线网络带宽分配算法。在异构IP无线网络资源管理架构方面,本文主要分析了未来异构IP无线网络资源管理协议应该达到的目标和要求。并对3GPP和IEEE的主要无线接入技术标准和协议进行解读,现有的无线接入技术标准均支持在不同无线接入技术之间发生切换。这为未来异构IP无线网络融合提供了良好的基础。在异构IP无线网络选择算法研究方面,本文讨论了常用的异构无线网络静态网络选择算法和动态网络选择算法。静态网络选择算法包括:基于策略的网络选择算法,基于模糊逻辑的网络选择算法和基于多属性决策理论的网络选择算法;动态网络选择算法包括:基于马尔可夫决策过程的异构无线网络选择算法和基于机器学习理论的异构无线网络资源分配算法。最后对各种网络选择算法的优缺点进行总结,分析各种算法所适用的场景和网络环境。在基于决策树理论的异构无线网络选择算法研究方面,本文提出了一种基于决策树的异构无线网络选择算法。利用网络及业务的多种特性作为决策树的属性,生成用于网络选择的决策树。该算法的优点是,可以在知道几个关键属性后即可进行网络选择决策,而一般的多属性决策算法需要知道所有的属性才能进行计算。该算法可以大幅提高网络选择的决策效率。在基于非合作博弈的异构无线网络带宽分配算法研究方面,本文基于非合作博弈理论,提出了一种分布式的带宽分配策略,并证明了分布式算法中纳什均衡点的存在。每个网络通过最大化自己的效用函数最终达到稳态。仿真结果验证了该方案的有效性。论文最后对全文进行了总结,并指出了今后的研究方向。
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