基于协作的无线网络资源动态共享技术研究

发布时间：2018-05-02 21:22

本文选题：认知无线电 + 动态频谱共享　；参考：《上海交通大学》2014年博士论文

【摘要】：无线通信技术的迅猛发展以及智能移动设备的普及把人们带入了前所未有的“移动互联网时代”，但支撑快速增长的宽带化业务以及“日益苛刻”的用户体验需求背后，我们不仅很难看到当前无线资源的高效利用，，反而现实的无线网络中普遍存在着资源管理模式低效、频谱资源短缺、可用频谱资源分布高度不均衡与浪费以及不同无线用户获取网络资源能力有差异等问题。为了解决制约无线通信发展与应用的无线资源短板，无线网络动态资源管理技术研究已经成为目前无线通信领域的一个重要发展方向。作为被广泛认可的无线网络资源高效管理与利用的重要技术之一，无线网络资源动态共享技术也成为目前学术与工业界的研究热点。本文选取两个应用最广泛的无线接入网络作为研究场景，即，蜂窝网与无线局域网，选择体现智能特征的协作技术作为研究手段，选择两个重要无线接入网络场景中出现的热点资源管理与利用问题作为研究目标，提出了基于协作的无线网络资源动态共享解决方案。针对主用户与动态接入二级用户共存的认知蜂窝网络资源管理与利用需求，本文建立了基于外部感知代理的动态频谱接入与频谱资源共享模型，提出了面向认知蜂窝网络可用授权频谱的动态管理规则，为蜂窝网主用户与二级用户的动态共存、授权频谱资源的动态共享提供新的思路和解决方案。特别地，考虑蜂窝网主用户的用频特性以及二级用户动态频谱接入网络中的资源管理问题，提出了一种基于动态匹配理论的可用授权频谱供应与用户需求协作匹配方法，该方法可以明显地提高蜂窝网络中可用授权频谱的资源利用效率；针对蜂窝网络授权频谱的动态分配与接入应用中的时效性要求，提出了一种新颖的分布式快速频谱共享算法，该算法可以有助于加速实际应用场景中的频谱资源分配与接入过程。本文建立的蜂窝网无线资源管理与利用模型及方法将为下一代蜂窝网络资源的动态管理与高效利用提供一定的指导和参考作用。针对面向自组织车载用户接入的无线局域网络中的资源管理与高效利用需求，首先为克服无线局域网有限覆盖范围和车载接入媒介竞争特性给车载业务分发应用带来的难题，本文研究了基于无线局域网接入技术的自组织车载用户动态资源共享以及车载业务协作分发问题。根据车辆的交通流状态与车载用户的业务需求，各车辆节点协调各自的通信资源以最大化无线局域网覆盖范围下的车载接入媒介利用，建立了一种面向高速公路场景的车载资源共享与业务协作下载分发方法。具体地，针对高速公路上车辆的移动特性，提出了一种微观的车辆移动分析模型，该移动模型将有助于准确地评估单个车辆的内容下载性能；提出了一种面向资源协作的链状分簇拓扑车载业务下载与分发模型，该模型允许簇成员建立可靠稳定的协同关系，将有效地提高车辆的下载性能；提出了一种协作分簇车辆的内容下载与转发两个阶段的性能评估模型。提出的业务协作与资源共享的解决方案将为高速公路场景车载网业务的灵活分发应用提供思路。为了进一步提高无线局域网本身的车载接入性能，针对无线局域网车载接入媒介共享过程中的优化问题，本文提出了一种通用的无线局域网车载接入分析与网络性能评估框架。通过对真实的无线局域网和车辆交通流量数据进行建模，提出了一种基于优化媒介接入区间的无线局域网车载接入控制方法，该方法不仅具有简单灵活的实际可操作性，在优化无线局域网车载接入性能的同时又不损害车载接入媒介时空共享的公平性。本文提出的无线局域网车载接入媒介共享的优化方法将为自组织车载用户的高性能灵活接入方法设计提供指导。
[Abstract]:The rapid development of wireless communication technology and the popularization of intelligent mobile devices bring people into the unprecedented " mobile Internet era " , but it is difficult to see the efficient utilization of the current wireless resources .

In this paper , the dynamic spectrum access and spectrum resource sharing model based on the external perception agent is established , which provides a new idea and solution for the dynamic sharing of the users of the cellular network and the secondary users .
In this paper , a novel distributed fast frequency spectrum sharing algorithm is proposed for dynamic allocation and access application of cellular network authorization spectrum . The proposed algorithm can help speed up spectrum resource allocation and access procedure in real application scene . The wireless resource management and utilization model and method established in this paper will provide some guidance and reference for dynamic management and efficient utilization of next generation cellular network resources .

aiming at the resource management and the high - efficiency utilization requirement in the wireless local area network facing the self - organizing vehicle - mounted user access , firstly , to overcome the problem of the limited coverage area of the wireless local area network and the competition characteristics of the vehicle - mounted access medium to the vehicle - mounted service distribution application , the self - organizing vehicle - mounted user dynamic resource sharing and the vehicle - mounted business cooperation distribution problem based on the wireless local area network access technology are researched .
This paper presents a resource - oriented cooperative link - cluster topology vehicle - mounted business download and distribution model , which allows the cluster members to establish a reliable and stable cooperative relationship , which will effectively improve the download performance of the vehicle .
In order to further improve the vehicle - mounted access performance of the wireless local area network , the paper presents a general wireless local area network vehicle - mounted access control method , which not only has simple and flexible practical operability , but also does not harm the fairness of the space - time sharing of the vehicle - mounted access medium .

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN92

【共引文献】