5G异构无线网络中WiFi分流技术研究

发布时间：2017-09-03 05:09

  本文关键词：5G异构无线网络中WiFi分流技术研究

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【摘要】：无线业务的多样性和智能终端的不断发展刺激了人们对移动数据的使用,蜂窝网的流量负载急剧增长。尽管4G采用了一些先进的技术来增大系统容量和提高服务质量,数据传输速率接近目前技术理论极限,但仍无法满足不断增长的用户和网络需求。因此,无线系统设计人员已开始了对第五代通信系统(5G)的研究。业界认为5G系统容量的提升主要来自网络架构的发展,包括WiFi分流和多种无线接入技术的联合调度等。WiFi分流成为现有蜂窝网络应对移动数据业务挑战的一种有效解决方案,也是5G的研究热点。论文在国家863计划“5G移动通信系统总体技术研究”子课题“与WiFi融合组网关键技术”(项目编号:2014AA01A706)的支持下,从5G网络架构、Wi Fi分流系统及分流算法和AP部署等方面对WiFi分流技术进行了深入的研究。本文主要研究工作包括以下三个方面:1.通过对5G演进方向和关键技术的分析,提出一种基于C-RAN的5G网络架构,并对该架构的控制平面、可编程数据平面和开放接口进行详细阐述。2.针对现有ANDSF(接入网络发现和选择功能体)分流系统和策略难以满足5G分流需求的问题。(1)提出一种适应5G网络的增强型ADNSF分流系统,该分流系统能够实时获取网络状态信息。(2)分析了3GPP现有分流策略的不足,结合5G以用户为中心的网络特性,提出一种基于用户标签的WiFi分流算法。仿真结果表明,与典型分流算法相比本文提出的改进算法能够有效提高用户满意度,实现流量精细化管理。3.针对WiFi分流系统中AP部署在提高系统容量的同时会增加建设及运维成本的问题。首先对WiFi和蜂窝网中用户吞吐量进行分析,提出了作为蜂窝网补充网络的WiFi分流用户吞吐量目标,然后通过理论分析找到满足该性能要求所需的最小AP数目。最后对不同用户数量和分流比例得到的最小AP数进行仿真和分析。论文深入研究了5G异构无线网络中WiFi分流技术的关键问题,并得到一些有意义的研究成果,对未来5G网络架构和WiFi分流系统设计提供了一定的参考。
【关键词】：5G 异构网络 WiFi 分流
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-13
• 注释表13-15
• 第1章 绪论15-23
• 1.1 研究背景15-18
• 1.1.1 5G概念及应用场景15-17
• 1.1.2 WiFi分流需求分析17-18
• 1.2 国内外WiFi分流技术研究现状18-20
• 1.3 课题来源及研究内容20-21
• 1.4 论文结构安排21-23
• 第2章 5G与WiFi相关研究综述23-38
• 2.1 5G技术方向分析23-25
• 2.2 5G关键技术25-30
• 2.2.1 网络虚拟化26-28
• 2.2.2 云计算28-29
• 2.2.3 C-RAN29-30
• 2.3 WiFi相关研究综述30-37
• 2.3.1 IEEE802.11标准及网络架构30-32
• 2.3.2 与WiFi融合组网架构32-33
• 2.3.3 基于ANDSF的WiFi分流33-35
• 2.3.4 5G异构无线网络中WiFi分流的标准化进程35-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 5G网络架构及WiFi分流系统设计38-50
• 3.1 基于C-RAN的 5G异构无线网络架构38-43
• 3.1.1 控制平面39-41
• 3.1.2 可编程的数据平面41-43
• 3.1.3 南向接口和北向接口43
• 3.2 5G异构网络中的WiFi分流策略控制43-44
• 3.3 面向 5G的WiFi分流系统44-49
• 3.3.1 增强型ANDSF44-47
• 3.3.2 基于eANDSF的WiFi分流系统47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 基于用户标签的WiFi分流算法50-64
• 4.1 分流算法的提出50-52
• 4.1.1 3GPP制定的分流规则50-52
• 4.1.2 5G以用户为中心的分流需求52
• 4.2 用户标签设计52-55
• 4.3 网络模型和算法描述55-59
• 4.3.1 QoS参数计算56-57
• 4.3.2 用户不满意度57-58
• 4.3.3 基于用户标签的分流算法58-59
• 4.4 仿真和性能分析59-63
• 4.4.1 用户标签容忍度60-61
• 4.4.2 用户不满意度61-62
• 4.4.3 分流用户类型62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 WiFi分流系统中的AP部署64-76
• 5.1 问题描述64-65
• 5.2 相关工作65-66
• 5.3 系统模型分析66-71
• 5.3.1 WiFi用户吞吐量68-69
• 5.3.2 蜂窝网用户吞吐量69-70
• 5.3.3 最小AP数分析70-71
• 5.4 仿真和分析71-75
• 5.4.1 分流比例固定，，用户总数变化72-73
• 5.4.2 用户总数固定，分流比例变化73-75
• 5.5 本章小结75-76
• 第6章 总结与展望76-78
• 6.1 论文研究工作总结76-77
• 6.2 未来研究工作展望77-78
• 参考文献78-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 雷秋燕;张治中;程方;胡昊南;;基于C-RAN的5G无线接入网架构[J];电信科学;2015年01期

2 Mojdeh Amani;Toktam Mahmoodi;Mallikarjun Tatipamula;Hamid Aghvami;;SDN-Based Data Offloading for 5G Mobile Networks[J];ZTE Communications;2014年02期

3 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;邬贺铨;;5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J];中国科学:信息科学;2014年05期

4 吴磊;牟海望;周慧峰;;移动数据业务流量经营策略分析[J];电信工程技术与标准化;2013年04期

本文编号：783020