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无线异构融合网络中环境感知的应用层垂直切换

作　者: 顾海
导　师: 徐名海
学　校: 南京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 异构网络网络融合环境感知应用层切换
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 123次
引　用: 2次
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内容摘要

目前2G、3G蜂窝网络以及WLAN和WiMax在世界范围内广泛使用,由于这些技术在其特定场景中所展现出的优异性能,人们意识到未来移动通信发展的趋势不可能是一种技术独占市场,而是多种无线接入技术共存、相互补充形成融合的无线通信系统。目前,学术界和标准化组织已经较好地解决了异构业务网络融合和业务平台开放问题,但如何解决异构无线融合网络的移动性管理,特别是跨系统的无缝垂直切换,已成为下一代无线通信系统迫切需要解决的一个重要问题。本论文首先根据移动终端所处的网络环境及其移动场景,给出了无线异构网络模型。然后论文针对通信双方同处于该异构环境的情况,提出了一种运用环境感知技术的联合网络选择方法,并给出了逻辑结构和执行流程。其次论文又分析与研究了利用环境信息进行网络选择的算法,该网络选择既包括会话发起前的接入网的选择,也包括会话中的,即垂直切换过程中目标接入网的选择。目前诸多MADM算法对各网络性能使用精确数值直接对比,导致部分小参数值被忽略和各接入网利用率不均匀,因此本文引入了模糊理论,将有关网络选择参数进行模糊处理,提出了一种利用模糊层次分析法(FAHP)的网络选择算法,且通过MATLAB进行了仿真分析,结果证明FAHP算法负载均衡性比TOPSIS要优越,且能够减少不必要的切换。虽然以SIP为代表的应用层垂直切换,以其灵活性、易部署与扩展特性被认为能够有效地解决异构融合网络中垂直切换,但是其高切换时延缺点对实时应用来说难以获得满意效果,本论文以IMS网络为例,利用移动代理(MP)功能实体对应用层切换进行了优化。MP在切换执行时既可以作为用户代理,替代用户发送注册请求,减少数据在空口上的传输;又可以作为媒体网关,利用数据转发或双播机制,保证数据流的不丢失。论文通过原型系统对该方案进行了测试,结果表明该优化方案合理有效。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景  9
  1.2 研究目标  9-10
  1.3 研究内容  10
  1.4 研究方法  10-11
  1.5 论文创新点  11-12
  1.6 论文结构安排  12-13
第二章文献综述  13-41
  2.1 引言  13-14
  2.2 无线异构融合网络环境  14-27
    2.2.1 下一代无线网络系统  14-16
    2.2.2 异构无线网络的融合  16-18
    2.2.3 蜂窝网与WLAN 网络融合  18-25
    2.2.4 泛在无线网络环境  25-27
  2.3 无线异构融合网络中的环境感知  27-29
    2.3.1 环境感知技术  27-28
    2.3.2 环境信息分类与特征  28-29
  2.4 无线异构网络中的切换技术  29-40
    2.4.1 移动性分类  29-30
    2.4.2 异构融合网络中的移动性管理  30-33
    2.4.3 切换基本概念、分类及基本过程  33-37
    2.4.4 链路层切换  37-38
    2.4.5 网络层切换  38
    2.4.6 传输层切换  38-39
    2.4.7 应用层切换  39-40
  2.5 本章小结  40-41
第三章无线异构融合网络中基于环境感知的网络选择  41-59
  3.1 引言  41-42
  3.2 无线异构融合网络模型  42-43
  3.3 基于环境感知的网络选择机制  43-51
    3.3.1 无线异构网络中的环境信息  44-45
    3.3.2 环境感知逻辑结构  45-47
    3.3.3 联合网络选择机制  47-51
  3.4 应用模糊层次分析法的网络选择算法  51-56
    3.4.1 现有网络选择算法  51-52
    3.4.2 FAHP 网络选择  52-56
  3.5 仿真与性能分析  56-58
  3.6 本章小结  58-59
第四章应用层垂直切换及其优化  59-74
  4.1 引言  59
  4.2 基于SIP 的切换  59-61
  4.3 IMS 会话切换  61-65
    4.3.1 用户注册  61-62
    4.3.2 切换流程  62-64
    4.3.3 应用层切换的研究现状  64-65
  4.4 无线异构融合网络中的垂直切换优化  65-73
    4.4.1 面向异构融合网络的IMS  66-67
    4.4.2 切换优化基本思想  67-68
    4.4.3 切换信令流优化  68-69
    4.4.4 切换执行媒体流优化  69-71
    4.4.5 切换性能分析  71-73
  4.5 本章小结  73-74
第五章原型系统设计与实现  74-89
  5.1 原型系统设计  74-76
    5.1.1 场景描述  74
    5.1.2 需求分析  74-75
    5.1.3 原型系统模型  75-76
  5.2 原型系统实现  76-84
    5.2.1 开发平台  76
    5.2.2 IMS 原型系统  76-79
    5.2.3 异构无线接入的模拟  79-80
    5.2.4 总控平台  80-82
    5.2.5 UE 的实现  82
    5.2.6 流媒体业务实现  82-84
  5.3 原型系统主要功能流程  84-88
    5.3.1 基于环境信息的网络选择  84-86
    5.3.2 不同接入域间的垂直切换  86-87
    5.3.3 不同终端间的切换  87-88
  5.4 本章小结  88-89
结束语  89-90
参考文献  90-95
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  95-96
致谢  96

无线异构融合网络中环境感知的应用层垂直切换

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