基于飞蜂窝的移动数据流量卸载方案设计与实现

发布时间：2017-06-13 12:10

  本文关键词：基于飞蜂窝的移动数据流量卸载方案设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：移动数据流量卸载是为解决当前移动网络数据量逐年快速增加的问题而产生的新技术,是目前计算机网络领域研究的热点问题。移动数据流量卸载利用互补网络技术将蜂窝网络的部分数据转移到其他网络,从而起到减小蜂窝网络负载、提升用户体验以及降低资费等效果。本文基于正在发展的飞蜂窝网络设备,分析其网络架构和现有功能模块,设计并实现了一个移动数据流量卸载方案,并分析了该方案的实际效果和系统总带宽、平均网络延时等方面的性能指标。本文首先介绍了飞蜂窝设备的相关知识,包括其产生背景、发展过程和不同标准。然后对移动数据流量卸载进行了综述,包括研究背景、研究现状和研究意义,分析了目前一些常用于移动数据流量卸载的网络技术各自的特点。现有的移动数据流量卸载研究在蜂窝网络和互补网络的使用上侧重于网络选择的方式,即根据对网络状态条件的评价、数据包本身的特性、运营商或用户的特定偏好等制定不同物理网络通信链路的选择和切换策略。本文针对Android手机系统和飞蜂窝设备自身的特点,设计实现了3G和Wi-Fi物理信道并行使用的移动数据流量卸载方案,从而在降低3G蜂窝负载的同时,提高系统总体带宽。论文主要包括物理通信端口的处理、上层应用数据包的捕获、相关控制协议的定义、相关软件功能模块的实现以及信道选择和数据量分配策略等。对于多个网络并行传输的移动数据流量卸载方案中的信道选择问题,本文采用多目标决策的方法,综合考虑各网络参数的影响,利用TOPSIS法选择较优物理网络信道;而对于各物理信道数据量的分配问题,本文采用优选法的思想,以系统总带宽最大化为主要目标,兼顾信道利用率、网络延迟等其他指标,通过实际的实验测试,决定当前各物理信道的数据分配比率。在实际的数据包传输处理过程中,考虑带宽利用效率和各物理信道的负载平衡,提出了一种在不同信道中发送数据的次序调度算法。实验结果表明,本文的方案与单物理信道移动数据流量卸载的方式相比,在卸载蜂窝网络数据流量,缓解蜂窝网络负载压力的同时,提升了系统总带宽,优化了平均网络时延。关键字:飞蜂窝、移动数据流量卸载、并行通信、多目标决策
【关键词】：飞蜂窝 移动数据流量卸载 并行通信 多目标决策
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.2.1 基于互补网络技术11-13
• 1.2.2 基于关键性能指标13-14
• 1.2.3 基于流量受控性14-15
• 1.3 研究价值和意义15
• 1.4 本文主要工作15-16
• 1.5 论文组织结构16-18
• 第二章 背景知识18-30
• 2.1 飞蜂窝简介18-21
• 2.1.1 概念和产生背景18-19
• 2.1.2 发展过程19-20
• 2.1.3 技术标准20-21
• 2.2 移动数据流量卸载简介21-29
• 2.2.1 移动数据流量卸载概念21-22
• 2.2.2 移动数据流量卸载分类22-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 方案设计与实现30-52
• 3.1 问题提出30-31
• 3.2 现有方案分析31-32
• 3.3 实现环境32-34
• 3.4 具体实现34-42
• 3.4.1 功能模块组成34-38
• 3.4.2 程序工作流程38-39
• 3.4.3 控制协议设计和实现39-42
• 3.5 技术难点的解决42-46
• 3.5.1 Wi-Fi和 3G通信端.的并行启用42-43
• 3.5.2 虚拟网卡IP地址配置43-45
• 3.5.3 控制协议和传输层协议的选择45-46
• 3.6 关键技术点测试结果46-51
• 3.6.1 虚拟网卡设备TCP/IP协议栈启用47
• 3.6.2 Wi-Fi接.转发虚拟网卡IP分组47-48
• 3.6.3 接收端IP分组的响应48-51
• 3.7 本章小结51-52
• 第四章 信道分配与数据包调度52-66
• 4.1 问题提出和分析52-54
• 4.2 网络状态参数54-55
• 4.3 信道选择和数据量分配策略55-61
• 4.3.1 最佳物理信道选择算法56-58
• 4.3.2 信道数据量分配策略58-60
• 4.3.3 数据包调度算法60-61
• 4.4 测试结果61-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 总结66-67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-73
• 攻读学位期间的科研成果73-74
• 致谢74-75

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