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异构网络中移动性管理关键技术研究

作　者: 刘芳
导　师: 王莹
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 异构网络 移动性管理机制 移动性管理算法 卫星波束切换
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


基于全IP的异构网络融合协作是未来移动通信系统发展的主流趋势之一,在融合的过程中,面临的一个重要问题是异构网络中的移动性管理。异构网络的迅速发展为移动性管理技术提出了更多的挑战和需求,与此同时,各种新技术、新业务、新场景的不断涌现,需要现有的移动性管理技术不断增强适应性、扩展性、准确性、通用性。如何融合不同的无线接入技术,满足用户业务多样化需求,实现不同接入技术下的无缝移动通信和业务质量保证,成为当前移动通信技术发展中最为紧迫的问题之一。本论文重点研究异构无线网络中移动性管理相关关键技术,主要包括：异构网络移动性管理机制研究,异构网络移动性管理算法研究,以及星地异构网络融合下卫星移动通信系统中波束切换研究。在移动性管理机制方面,本文探讨了异构网络多连接通信这种新场景下的移动性管理问题,并基于IEEE 802.21媒体独立切换标准引入新的功能实体和消息原语,提出具有普适性和通用性的多连接移动性管理机制,分别在多连接切换触发、多连接切换决策、多连接切换执行三个过程研究多连接切换新的特点和应对策略,最终为异构网络多连接通信提供一套行之有效的移动性管理机制。在移动性管理算法方面,本文提出了一种新的移动性管理算法进行多连接下的网络选择和多业务切换管理,优先基于已有网络连接确定候选网络集合,利用多属性决策方法进行候选网络排序和业务连接匹配计算,为各业务选择最适合的网络连接,解决了多业务的传输需求与多连接的传输能力之间的匹配问题。仿真结果表明所提算法相比于传统方法能提供更好的业务质量保证,提高网络资源使用效率。基于星地异构网络融合背景,本文重点研究了GEO卫星移动通信系统中的波束切换问题,并基于GEO卫星移动通信的切换特点和其在应急通信中的实际应用,提出了一套完整的波束切换和信道分配机制,包括切换触发准则、切换决策与自适应信道分配机制、切换执行与信令控制等相关问题,并搭建MATLAB仿真平台进行了系统建模和仿真验证。仿真结果表明所提波束切换和信道分配机制可以有效地避免不必要的切换发生,有利于保障应急通信和优化资源利用,对于应急抢险救灾通信有重要意义。论文最后对全文进行了总结,并指出了今后的研究方向。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-13
  1.1 移动通信网络的发展趋势  10-11
  1.2 异构网络的移动性管理  11-12
  1.3 本文的研究内容及组织结构  12-13
第二章 移动性管理机制  13-26
  2.1 研究背景  13-16
    2.1.1 多连接通信场景  13-15
    2.1.2 IEEE 802.21标准  15-16
  2.2 多连接切换机制  16-18
    2.2.1 多连接网络分类  17
    2.2.2 多连接切换机制  17-18
  2.3 基于802.21的多连接切换实施方案  18-25
    2.3.1 多连接切换框架和实施  19-21
      2.3.1.1 多连接切换触发  19-20
      2.3.1.2 多连接切换决策  20-21
      2.3.1.3 多连接切换执行  21
      2.3.1.4 信息服务器  21
    2.3.2 多连接切换机制的应用  21-23
    2.3.3 性能分析  23-25
  2.4 小结  25-26
第三章 移动性管理算法  26-42
  3.1 研究背景  26-27
  3.2 算法概述  27-29
  3.3 算法详细  29-38
    3.3.1 切换触发与候选网络集合确定  30-31
    3.3.2 多业务优先级与权重设置  31-33
    3.3.3 基于MADM的候选网络排序  33-36
    3.3.4 网络选择与业务切换  36-38
  3.4 仿真分析  38-41
  3.5 小结  41-42
第四章 卫星移动通信系统的移动性管理  42-59
  4.1 研究背景  42-45
    4.1.1 星地异构网络融合趋势  42-43
    4.1.2 GEO卫星波束间切换的特点  43-44
    4.1.3 GEO卫星的实际应用  44-45
  4.2 GEO卫星波束间切换机制设计  45-52
    4.2.1 波束切换触发  45-47
    4.2.2 波束切换决策与信道分配机制  47-50
    4.2.3 波束切换执行  50-52
  4.3 波束切换建模仿真  52-57
    4.3.1 建模分析  52-53
    4.3.2 仿真分析  53-57
  4.4 小结  57-59
第五章 总结  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
硕士期间发表论文情况  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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