基于应用的异构无线网垂直切换机制与QoS保证研究

论文摘要

如何优化垂直切换性能实现无缝切换,是异构无线网络融合面临的重要挑战。论文以保证应用的服务质量QoS (Quality of Service)为目标,对异构无线网络垂直切换中目标网络的选择和切换信令的执行流程这两个关键问题进行研究。针对动态环境下异构无线网络中接口的多样化、应用服务质量、终端位置、能耗和速度等因素的差异性及复杂性,提出一种基于环境感知的垂直切换决策机制。采用直线型模糊隶属度函数将动态感知的终端位置、速度、链路质量等环境信息进行归一化处理,依据功耗判断是否进行切换,并通过速度筛选来确定候选切换网络；采用层次分析法计算决策因子权重,构建综合效用评价函数,进行候选切换网络的效用评价；在此基础上,以用户利益最大化为目标,白适应选出切换目标网络。并建立知识库存储感知的环境信息和对应的切换决策,使终端能快速选择目标切换网络。为减少切换延时并保证应用的服务质量,提出一种基于QoS的负载均衡垂直切换协议,实现无缝垂直切换。首先,为保证应用的QoS,按优先级将传输的数据包映射成四种对应的队列,并设计队列接纳控制和带宽借用规则,以减少接入点/基站的网络拥塞。然后,在多流多宿主的移动流控制传输协议中,引入MIH媒介独立切换的三类服务信令,预先建立与切换目标接入点的链接,利用动态地址重置信令快速进行新链路通信并断开旧链路,降低切换延时。最后,利用OPNET网络仿真工具对切换命中率、平均乒乓次数、切换时延、丢包率、信令开销等方面进行性能评估,验证所提的决策机制和切换协议的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文构成
• 第二章 异构无线网垂直切换关键技术分析
• 2.1 垂直切换技术研究
• 2.1.1 垂直切换过程分析
• 2.1.2 垂直切换性能需求
• 2.2 垂直切换决策机制研究
• 2.2.1 现有的垂直切换决策机制分析
• 2.2.2 切换决策存在问题
• 2.3 垂直切换信令系统分析
• 2.3.1 现有的垂直切换支持协议研究
• 2.3.2 基于不同协议的切换性能分析
• 2.3.3 垂直切换协议设计存在的问题
• 2.4 提高切换性能和保证QoS的切换决策和切换过程设计思路
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于环境感知的垂直切换决策机制
• 3.1 异构无线网络模型
• 3.2 综合效用评价
• 3.2.1 参数值归一化
• 3.2.2 权重因子的计算
• 3.2.3 综合效用评价函数
• 3.3 基于环境感知的垂直切换决策机制
• 3.3.1 基于环境感知的垂直切换决策机制结构
• 3.3.2 垂直切换决策流程
• 3.4 仿真实验与结果分析
• 3.4.1 仿真环境设置及评价指标
• 3.4.2 实验场景与结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于QOS的负载均衡垂直切换协议
• 4.1 基于移动SCTP的垂直切换问题分析
• 4.1.1 移动SCTP协议优劣分析
• 4.1.2 垂直切换场景描述
• 4.2 保证QoS的数据包优先级别映射
• 4.3 负载均衡的接入点/基站带宽管理
• 4.3.1 接入点/基站的带宽管理机制
• 4.3.2 带宽管理机制描述
• 4.4 基于移动SCTP改进的垂直切换协议
• 4.4.1 基于MIH的控制切换
• 4.4.2 基于QoS的负载均衡垂直切换信令流程
• 4.5 仿真实验与结果分析
• 4.5.1 仿真环境与参数
• 4.5.2 性能评价指标
• 4.5.3 仿真结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录1 图索引
• 附录2 表索引
• 致谢
• 攻读学位期间主要的论文情况和科研情况