下一代无线通信网络公平接入控制技术研究

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伴随着移动通信的发展以及用户需求种类和需求量的增加,无线网络的接入用户数量也在大幅度增加,有别于有线网络,无线网络有其固有的特性,如带宽资源的稀缺性,用户的移动性等。因此,如何利用有限的无线资源以尽可能多地为用户提供服务,即提高无线资源利用率,并保证用户的服务质量(Quality of Service,QoS),成为了无线资源管理的一个重要课题。呼叫接纳控制(Call AdmissionControl,CAC)和调度算法作为无线资源管理中的重要组成部分,在无线通信网络中扮演着重要的角色。本文在充分总结前人研究成果的基础上,从保证用户QoS的角度出发,重点研究了下一代无线多媒体通信网络中的公平CAC策略问题。本文在3GPP所定义的基本业务模型的基础上,提出了一种基于价格理论的公平CAC方案。即通过构造一种价格函数,在负载较大时通过激活该价格函数来适当限制可视电话业务的接入,从而调配出适当的资源给其他业务,进而实现了在不同的负载条件下各类业务之间资源使用的公平性。同样,将经济学领域中已经相对比较成熟的博弈理论引入到接入控制策略中来,也可以合理地协调资源分配的有效性和公平性。由此,本文提出了一种基于价格理论和博弈论的CAC策略。分析与仿真实验表明,采用该价格函数和博弈方法可以较大地提升不同负载条件下各类业务之间资源使用的公平性,同时以较小的丢包率和延时代价来大大改善系统资源的利用率。随着宽带数据和多媒体业务的迅猛发展,未来移动通信系统将提供大量的分组业务,因而分组调度作为无线资源管理的重要组成部分,也越来越成为研究的重点。本文在考虑有限缓冲区和包大小不固定的前提上,更实际性地考虑各类业务的时延需求,提出了一种新型的调度算法,即在兼顾有限缓冲和包大小不固定的同时,用一个时间效用函数来表示紧迫性,进而保证各类业务的数据包在它所能承受的最大时延范围内传输数据,从而保证各类业务的时延特性。仿真证明采用本文所提出的算法不仅保证了各类业务的时延特性,同时也保证了一定的吞吐量。
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