基于计算智能的无线异构网络负载均衡算法研究

发布时间：2017-05-07 09:13

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【摘要】：新一代的无线通信系统是由多种无线网络重叠覆盖而成的异构网络融合系统。不同的无线网络具有不同的接入技术,不同的无线接入技术在覆盖范围、网络架构、传输速率、移动支持性等方面各有差异。随着业务量的快速增长,异构融合网络中出现不同网络间负载不均衡,导致用户服务质量降低,系统整体无线资源利用率下降的问题,因此,合理分配和利用有限的无线网络资源已成为无线通信领域的研究重点和热点。异构网络的负载均衡是无线资源管理的关键技术,用来解决不同无线网络间的负载不均衡的问题,可以在保证用户服务质量的基础上提高无线资源利用率,是本文的研究重点。论文首先对目前常见的四种异构无线网络融合模式和无线资源管理技术进行了概述。然后对同构网络和异构网络的负载均衡技术的国内外研究现状进行了总结和分析。在已有研究的基础上,分别基于网络接纳控制和强制切换提出了两种负载均衡算法:(1)基于接纳控制本文提出了基于模糊神经网络的负载均衡算法,本算法主要包括差分预测、预判决、模糊神经网络和接入判决模块。在预判决模块,算法根据终端的移动速度设置不同的接纳机制,并且为实时业务和非实时业务设定了不同的接纳流程。在模糊神经网络模块,算法综合考虑了用户业务要求和网络负载状况,将接收信号强度、带宽、负载、资费作为接入网络判决因素。仿真结果表明,该算法能够有效降低网络的丢包率,改善用户业务体验,减少不同网络间的负载差值,从而有效实现系统网络间负载均衡。(2)基于强制切换本文提出了基于效用函数和模糊逻辑的负载均衡算法。该算法首先通过网络控制中心周期性监测系统中各网络的负载状况,当发现过载网络时,通过一定策略选择过载网络中的部分用户切换至系统中的轻载网络,以此来实现不同网络间的负载均衡。本算法在增负网络选择时分别针对实时业务和非实时业务的特性定义了不同的效用函数,使业务接入最合适的网络。仿真结果表明,该算法能够降低网页的响应时间,提高用户满意度,有效实现网络间负载均衡,提高系统整体无线资源利用率。
【关键词】：异构无线网络 负载均衡 接纳控制 强制切换
【学位授予单位】：山东财经大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 研究背景及意义12-13
• 1.3 异构无线网络的负载均衡技术研究综述13-15
• 1.4 本文的主要工作及创新点15-16
• 1.5 本文的章节安排16-17
• 第2章 异构无线网络和模糊神经网络理论技术基础17-40
• 2.1 异构无线网络融合架构17-21
• 2.2 无线资源管理概述21-26
• 2.2.1 通用无线资源管理（CRRM）22-23
• 2.2.2 联合无线资源管理（JRRM）23-25
• 2.2.3 多接入无线资源管理（MRRM）25-26
• 2.3 无线网络负载均衡技术概述26-30
• 2.3.1 同构网络负载均衡技术概述26-27
• 2.3.2 异构网络负载均衡技术概述27-30
• 2.4 模糊逻辑与人工神经网络理论概述30-38
• 2.4.1 模糊逻辑30-33
• 2.4.2 人工神经网络33-38
• 2.4.3 模糊神经网络38
• 2.5 小结38-40
• 第3章 基于模糊神经网络的负载均衡算法研究40-59
• 3.1 系统模型40-44
• 3.1.1 网络融合结构40-41
• 3.1.2 系统中的业务与呼叫分类41-43
• 3.1.3 负载指标43-44
• 3.2 基于模糊神经网络的负载均衡算法44-54
• 3.3 性能仿真与分析54-57
• 3.3.1 仿真场景54
• 3.3.2 仿真参数设定54-55
• 3.3.3 仿真结果及分析55-57
• 3.4 小结57-59
• 第4章 基于效用函数和模糊逻辑的负载均衡算法研究59-77
• 4.1 系统模型59-61
• 4.1.1 异构网络融合模型59-60
• 4.1.2 负载指标60-61
• 4.2 基于效用函数和模糊逻辑的负载均衡算法61-73
• 4.2.1 算法的主要步骤61-67
• 4.2.2 基于效用函数和模糊逻辑的网络选择算法67-73
• 4.4 算法仿真及结果分析73-76
• 4.4.1 仿真场景和参数设定73
• 4.4.2 仿真结果及分析73-76
• 4.5 小结76-77
• 第5章 结论与展望77-79
• 5.1 主要结论77-78
• 5.2 研究的不足与展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果83-84
• 致谢84

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本文编号：349594