面向未来网络的无线接入网虚拟化关键技术研究

发布时间：2017-04-28 09:15

  本文关键词：面向未来网络的无线接入网虚拟化关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动互联网的飞速发展,多样化移动服务大量涌现,面向未来的无线接入网的发展趋势是,多种异构无线网络共存、互补,并逐步走向融合,以此来提供多样化的服务。然而,现有无线网络的封闭与僵化特性会导致诸如异构无线网络难以融合互通、网络难以提供定制化的服务等问题。无线接入网虚拟化技术可以有效解决相应挑战,为未来无线网络的发展提供了可行的方案。虚拟化可将网络管控功能从硬件中解耦出来,抽取到上层做统一协调和管理,从而降低网络管理成本,提升网络管控效率。通过对网络资源的抽象,实现异构无线网络的共存与融合。本论文从新型的无线接入网架构和无线资源虚拟化技术两个方面,研究了三个面向未来的无线接入网虚拟化关键技术。首先,本文研究了一种基于虚拟化的软件定义(SDN)无线接入网架构。详细分析了该架构的整体框架,并对其中的模块如SDN控制器进行了详细设计。该结构实现了无线接入网的灵活、可演进、可编程以及可定制的特性。其次,本文研究了流级别的无线资源虚拟化技术—网络虚拟基底(NVS)技术。通过在切片中虚拟化基站的上行链路和下行链路资源,NVS满足了无线资源虚级化的三个关键性要求:隔离性、定制性和高效的资源利用率。最后,本文研究了网关级别的无线资源虚拟化技术—CellSlice技术的设计和实现。CellSlice技术无需修改基站的MAC调度程序即可实现无线资源切片。实现网关级别的切片可以减少阻碍,但也带来新的挑战。通过仿真和评估,证明CellSlice在远程上行链路和远程下行链路的切片性能接近NVS。
【关键词】：未来网络 无线接入网 虚拟化 SDN 切片
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 论文主要内容14-15
• 第二章 基于虚拟化的软件定义（SDN）无线接入网架构15-34
• 2.1 概述15-18
• 2.1.1 SDN无线接入网架构研究背景15-16
• 2.1.2 SDN无线接入网架构研究现状16
• 2.1.3 SDN无线接入网架构面临的挑战及解决方案16-17
• 2.1.4 本章结构17-18
• 2.2 SDN无线接入网架构18-20
• 2.2.1 设计目标18
• 2.2.2 大基站抽象18-19
• 2.2.3 整体网络架构19-20
• 2.3 SDN控制器设计20-27
• 2.3.1 控制器意义20-21
• 2.3.2 SDN控制器架构21-23
• 2.3.3 SDN控制器控制平面重构23-24
• 2.3.4 SDN控制器负载均衡24
• 2.3.5 SDN控制器效用优化24-26
• 2.3.6 SDN控制器可行性分析26-27
• 2.4 虚拟化设计27-28
• 2.5 可编程设计28-29
• 2.6 仿真评估29-32
• 2.6.1 接入认证功能实验29-31
• 2.6.2 可编程性实验31-32
• 2.7 SDN无线接入网架构局限性讨论32-33
• 2.8 本章小节33-34
• 第三章 流级别的资源虚拟化技术NVS34-54
• 3.1 概述34-38
• 3.1.1 无线资源虚拟化研究意义34-35
• 3.1.2 无线资源虚拟化研究现状35-36
• 3.1.3 无线资源虚拟化面临的挑战和解决方案36-37
• 3.1.4 本章结构37-38
• 3.2 NVS设计要求及权衡38-40
• 3.2.1 NVS设计要求38
• 3.2.2 NVS设计权衡38-40
• 3.3 NVS的设计和实现40-46
• 3.3.1 NVS切片调度程序41-45
• 3.3.2 NVS流调度架构45-46
• 3.3.3 流规范和准入控制46
• 3.4 仿真评估46-53
• 3.4.1 隔离性分析47-49
• 3.4.2 定制性分析49-50
• 3.4.3 利用率分析50-51
• 3.4.4 切片配置51-53
• 3.5 NVS技术局限性讨论53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 网关级别资源虚拟化技术CellSlice54-76
• 4.1 概述54-58
• 4.1.1 网关级别无线资源虚拟化研究背景54-55
• 4.1.2 网关级别无线资源虚拟化研究现状55-56
• 4.1.3 CellSlice技术面临挑战及解决方案56-58
• 4.1.4 本章结构58
• 4.2 上行链路资源切片58-66
• 4.2.1 上行链路切片设计要求58-59
• 4.2.2 上行链路切片设计59-60
• 4.2.3 上行链路切片算法60-61
• 4.2.4 上行链路切片算法重要参数设置61-63
• 4.2.6 上行链路切片算法分析63-66
• 4.2.7 上行链路切片优化66
• 4.3 下行链路切片设计66-68
• 4.3.1 下行链路切片设计66-67
• 4.3.2 下行链路切片算法67-68
• 4.4 仿真评估68-74
• 4.4.1 仿真模型68-69
• 4.4.2 上行链路切片性能评估69-73
• 4.4.3 下行链路切片性能评估73-74
• 4.5 CellSlice技术局限性讨论74-75
• 4.6 本章小结75-76
• 第五章 总结与展望76-79
• 5.1 工作总结76-77
• 5.2 未来工作展望77-79
• 参考文献79-82
• 致谢82

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