论文摘要
无线网络资源特别是频率资源,由于其稀缺和不可再生的特性而十分宝贵。因此,无线资源的管理和利用一直是无线通信领域的重要研究课题。接入控制是无线网络资源管理的重要组成部分,接入控制技术的好坏将直接影响到网络资源利用率的高低。本论文旨在研究无线网络接入控制技术,包括理论建模、算法设计和性能评估等方面。论文不但为多种无线网络提供了不同的接入控制策略;而且还借由接入控制,探索了无线网络服务质量和资源利用率的折中问题,建立了无线网络通用接入控制设计方法。在本论文中,我们按照纵向和横向两个方向对五个子课题进行研究。纵向上,我们首先研究了下一代无线网络接入控制中优化参数问题,将网络层、数据链路层和物理层参数统一考虑于接入控制之中。紧接着,我们又研究了接入控制策略与其他资源管理策略的联合优化问题。然后,分析并比较了用于设计接入控制的各种工具,主要包括排队论、模糊逻辑和收益函数等。以上三个子课题从接入控制设计参数、设计方法和设计工具三方面纵向研究了接入控制技术。在横向上,我们主要研究了不同结构网络的接入控制策略,主要包括移动蜂窝网络、蜂窝中继网络和无线异构网络。针对不同网络,提出了不同的接入控制策略并对比了不同网络下接入控制策略的异同。最后,通过横向和纵向对接入控制技术的研究,提炼出了通用的接入控制设计方法。在每个子课题的研究中,我们都建立了网络资源利用情况的数学模型,然后在此基础上得出保证资源利用率和服务质量有效折中的接入控制策略,并辅以计算机仿真来验证所提的模型和策略。本论文的主要学术贡献为:1)提出了适用于OFDM系统支持实时分组业务的半动态前摄式接入控制算法,并采用模糊逻辑发展了此算法,探寻了在分组交换网络中设计接入控制的基本思路。2)提出了联合信道分配和呼叫接入控制的优化策略,通过对物理层、数据链路层和网络层建模分析,设计了根据这三层信息自适应调整信道分配和接入控制的协同工作策略,并归纳了接入控制与信道分配联合优化问题解决方案。3)建立了蜂窝中继网络业务阻塞率和切换中断率的数学模型,应用此模型,我们不但可以分析蜂窝中继网络资源利用性能,同时还可以用来指导设计接入控制策略,从而为蜂窝中继网接入控制设计提供理论依据。4)提出了混合业务异构网络用于接入选择和接入控制的动态资源共享策略。该策略最大的创新点在于将系统触发的间接垂直切换考虑到了带宽分配之中,从而有效地均衡了不同网络之间的负载,提高了网络整体资源利用率。
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标签：接入控制论文; 呼叫阻塞率论文; 切换中断率论文; 分组时延论文; 模糊逻辑论文; 中继论文; 无线异构网络论文;