星地融合网络中的用户关联和流量卸载研究

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihaohua008
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为了应对流量增长问题并满足用户对通信地域的需求,星地融合网络以其支持大规模业务接入和全球无缝覆盖等特性已成为当前研究的热点。在星地融合网络中,将流量密集区域的流量分流,可以有效地提高网络容量并防止网络局部拥塞。然而,星地融合网络的异构性、拓扑时变特性以及网络运营商经营策略的多样性都会影响用户接入,进而影响网络性能和用户体验。因此,本文对星地融合网络接入侧展开了用户关联和流量卸载策略的研究,具体内容包括以下两个方面:1.在星地融合网络中的用户关联策略研究工作中,针对星地融合网络中弹性回程对用户接入的影响问题,研究了弹性回程约束下的用户关联策略。首先,利用近地轨道卫星和宏基站、小基站和基于卫星的基站,建立了一个星地融合网络模型。在此基础上,综合考虑用户需求、负载情况和弹性回程约束构建了一个到达速率与负载率之比最大化的优化问题。然后,提出了一种以用户为中心的基于动态小区范围扩展算法的用户关联机制来实现网络的负载均衡并寻找用户的最佳归属,所提出的动态小区范围扩展算法能够根据弹性回程容量来调整星地融合网络负载,基于贪婪思想的以用户为中心的用户关联算法则根据效用函数为用户寻得最优归属。仿真结果表明,所提出的动态用户关联机制不仅能够均衡星地融合网络负载,而且能够保证星地融合网络中用户对任务处理时延的需求。2.在星地融合网络中的流量卸载策略研究工作中,针对星地融合网络异构性和运营商经营策略多样性对用户接入的影响问题,研究了成本、用户移动性和用户需求多约束下的流量卸载策略。首先,利用近地轨道卫星网络、地面蜂窝网和无线局域网建立了一个星地融合网络模型。在此基础上,制定了一个以卸载成本和卸载收益之差最小的优化问题。然后,综合考虑地面蜂窝网中用户移动性和对任务处理时延的需求,以及卫星网络长传播时延和无线局域网有限覆盖的问题,提出了一种面向运营商的基于贪婪思想的多约束流量卸载机制为运营商寻得最佳卸载方案。仿真结果表明,所提出的多约束流量卸载机制不仅能够满足成本与卸载量两方面需求,而且能够保障星地融合网络中的用户体验质量。
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