密集异构网络的业务卸载技术研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mayflysnow
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近年来移动数据量呈爆炸式增长,不断逼近蜂窝移动通信网络的容量极限。为了解决用户对移动通信网络容量需求的不断增长同移动通信网络频谱资源有限之间的矛盾,密集异构网络应运而生。密集异构网络在一定程度上提升了移动通信网络容量,但是其资源维度的增加也给资源管理带来了巨大的挑战。因此,学术界提出了业务卸载技术,通过将网络中部分数据流量卸载到其他辅助网络,来实现业务和网络的适配,进一步提升网络容量。针对密集异构网络的业务卸载技术,本文的主要研究工作如下:针对蜂窝移动通信网络和无线局域网在异构组网场景下负载分布不均带来的低能效问题,提出了基于有效容量的延时业务卸载方案,在满足用户服务质量的限定条件下,最大化系统的能量效率。本文引入有效容量建模用户设备的服务质量需求,基于此,提出了两步骤延时业务卸载方案:首先,通过K均值聚类算法将蜂窝网络中服务质量较差的用户设备卸载到无线局域网络,以提高系统能效;然后,进行蜂窝网络资源的再分配,并通过动态规划解决优化问题,进一步提升系统能效。仿真结果验证,该延时业务卸载方案能有效提高系统能效。除此之外,仿真结果还表明了宽松的业务时延要求可以为移动通信网络带来额外的性能增益。针对蜂窝移动通信网络和无线局域网在异构组网场景下的用户设备延时业务卸载问题,以平衡用户服务质量和运营商激励成本为优化目标,提出了基于用户激励的延时卸载方案。本文将延时业务卸载建模成两阶段的斯塔克尔伯格博弈,在完全信息和不完全信息场景下,综合考虑用户设备的位置、业务的延时容忍程度、运营商的激励成本、网络拥塞、用户设备在网络中的服务质量、无线局域网容量等因素,分别研究了博弈的均衡,从而提出运营商的激励方案。仿真结果表明,无线局域网接入点密度越大、业务时延容忍程度高,激励越小。仿真验证了所提出的延时业务卸载方案可以有效提高用户的卸载比例,降低运营商的激励成本,并提高了用户整体的速率。
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