異構(gòu)可重配置網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，無(wú)線資源管理技術(shù)對(duì)于提高無(wú)線資源利用率、滿足多種不同服務(wù)質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)需求至關(guān)重要。未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)被普遍認(rèn)為是異構(gòu)無(wú)線通信系統(tǒng)，或者稱作異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，ITU-R在其M.1645建議中指出融合的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)無(wú)線接入系統(tǒng)的兩大發(fā)展方向之一。軟件無(wú)線電和可重配置技術(shù)為不同無(wú)線接入系統(tǒng)的融合和協(xié)作提供了有力的技術(shù)支撐，將現(xiàn)有無(wú)線接入系統(tǒng)及其演進(jìn)系統(tǒng)通過(guò)基于分組的平臺(tái)整合在一起，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)作和互通，從而實(shí)現(xiàn)

2、任何時(shí)間任何地點(diǎn)的最佳接入。異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不但能夠?yàn)橛脩籼峁┛偸亲罴训慕尤耄耶悩?gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還能通過(guò)將各種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源進(jìn)行統(tǒng)一整合和聯(lián)合管理，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源的優(yōu)化利用。異構(gòu)可重配置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源管理是異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)研究的核心問(wèn)題，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。
　　本文分別對(duì)異構(gòu)可重配置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合無(wú)線資源管理、動(dòng)態(tài)頻譜分配、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理三種無(wú)線資源管理關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和深入的研究，主要圍繞著如何保證用戶服務(wù)

3、質(zhì)量并且提高異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源利用率這一核心，基于模糊邏輯系統(tǒng)、圖論、最優(yōu)化理論、整數(shù)規(guī)劃、遺傳算法等相關(guān)理論和方法，改進(jìn)現(xiàn)有聯(lián)合無(wú)線資源管理、動(dòng)態(tài)頻譜分配、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理算法，提出新的無(wú)線資源管理解決方法。
　　首先，對(duì)于聯(lián)合無(wú)線資源管理，通過(guò)排隊(duì)論理論對(duì)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下聯(lián)合無(wú)線資源管理進(jìn)行了建模和分析，從理論上說(shuō)明了聯(lián)合無(wú)線資源管理能夠保證用戶服務(wù)質(zhì)量提高無(wú)線資源利用率的原因。模糊邏輯算法是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合無(wú)線資源管理的最有效

4、算法之一，通過(guò)對(duì)不同無(wú)線接入技術(shù)各自特點(diǎn)的分析，設(shè)計(jì)了一套針對(duì)不同無(wú)線接入技術(shù)特點(diǎn)的模糊規(guī)則，改善了基于模糊邏輯的聯(lián)合無(wú)線資源管理算法的性能。提出了具有無(wú)線資源重分配功能的聯(lián)合無(wú)線資源管理，運(yùn)用圖論相關(guān)理論對(duì)UMTS+WLAN場(chǎng)景進(jìn)行建模，并且設(shè)計(jì)了基于業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移的無(wú)線資源重分配方法，更好的保證了用戶服務(wù)質(zhì)量，提高了異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的整體無(wú)線資源利用率。
　　其次，對(duì)于動(dòng)態(tài)頻譜分配，以遺傳算法為基礎(chǔ)進(jìn)行動(dòng)態(tài)頻譜分配方法的研究。目前動(dòng)態(tài)頻

5、譜分配中采用的遺傳算法多為標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法，而標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法存在一定概率將全局最優(yōu)解遺失，因此引入保優(yōu)遺傳算法，提出了基于保優(yōu)遺傳算法的針對(duì)小區(qū)的動(dòng)態(tài)頻譜分配方法，以提高動(dòng)態(tài)頻譜分配算法的性能。通過(guò)對(duì)城市環(huán)境中動(dòng)態(tài)頻譜分配問(wèn)題的特點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析，提出了一種針對(duì)城市環(huán)境的快速動(dòng)態(tài)頻譜分配方法，通過(guò)將動(dòng)態(tài)頻譜分配問(wèn)題進(jìn)行合理的拆分并且分別獨(dú)立解決，在保證較高的頻譜資源利用率的前提下，極大的降低了動(dòng)態(tài)頻譜分配算法的運(yùn)算復(fù)雜度，更好的保證了動(dòng)態(tài)頻譜

6、分配的實(shí)時(shí)性要求。
　　最后，對(duì)于靈活頻譜分配的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理，目前還沒(méi)有提出有效的解決方法，因此對(duì)靈活頻譜分配的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理解決方法進(jìn)行研究。將靈活頻譜分配的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理建模為一個(gè)嵌套的最優(yōu)化問(wèn)題，其內(nèi)層最優(yōu)化問(wèn)題可建模為整數(shù)優(yōu)化問(wèn)題，外層最優(yōu)化問(wèn)題類似于動(dòng)態(tài)頻譜分配問(wèn)題。提出了分層優(yōu)化的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理方法，采用分支定界法和遺傳算法兩種最優(yōu)化方法嵌套在一起構(gòu)成靈活頻譜分配的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理方法，并且通過(guò)仿真