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未来通信网络将实现多种不同制式网络的异构融合、共存互补、协同通信,并支持终端用户和业务的多样移动性。在异构网络融合系统中,接入网络的异构性,终端用户的功能、性能差异性、资源和用户需求的多样性和不确定性,将给异构网络的无线资源管理问题的研究带来较大的困难和挑战。本文主要针对异构无线资源管理机制和算法设计以及接入网络负载均衡等课题进行研究,包括以下几方面内容:
首先,分析和总结了各大标准化组织对异构融合场景及网络架构的定义,并从算法和架构的角度分析了当前异构无线网络资源管理算法的研究现状,并重点针对异构网络负载均衡问题进行了详细介绍,提出了异构融合网络无线资源管理问题存在的困难及挑战,并指出异构无线网络资源管理研究的必要性。
其次,基于SAE异构融合架构,提出了一种基于IASA的负载均衡机制,通过监测和评估网络负载并合理选择切换用户有效实现负载均衡。该机制支持IASA周期性监测和评估各接入网关及网络的负载状况,并通过触发切换以实现网络的负载转移,最终实现负载均衡。论文详细讨论了该机制的工作原理,负载评估方法,以及触发的水平切换及垂直切换过程。
再次,本文提出了基于效用优化的单一业务网络负载均衡算法。以WLAN和UMTS异构融合网络作为论文研究的系统模型,引入效用的概念,利用效用函数定量评估资源的利用状况及系统性能,讨论了网络提供单一业务情况下,基于网络联合效用最大化及系统性能优化的最佳切换用户数问题。本文建立网络独立以及联合效用模型,并通过对联合效用模型的优化求解,确定最优切换用户数。
最后,本文将异构融合网络中单一业务应用扩展为多业务的应用场景,提出了一种支持多业务的异构融合网络负载均衡算法。通过将网络中各类业务进行分类,基于不同业务特性,建立网络独立及联合效用模型,通过优化求解网络联合效用,确定各类型业务的优化用户数,已实现网络负载均衡。