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《異構無線網絡軟負載均衡算法地研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonSoftLoadBalancingAlgorithmsoverHeterogeneousNetworkCandidate:YuXiangMajor:Electronics&CommunicationEngineeringSupervisor:AssociateProf.WangDeshengHuazhongUniversityofSc
2、ience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014萬方數(shù)據獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除文中已經標明引用的內容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名:日期:年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定,即:學校有權保留并向國家有關部門或機構
3、送交論文的復印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□,在年解密后適用本授權書。本論文屬于不保密□。(請在以上方框內打―√‖)學位論文作者簽名:指導教師簽名:日期:年月日日期:年月日萬方數(shù)據華中科技大學碩士學位論文摘要最近這些年,無線通信領域取得了空前的發(fā)展,人們不斷提出了各種新穎的無線通信技術,一時間,出現(xiàn)了多種制式的異構無線網絡。與此同時,隨著移動互聯(lián)網的高速發(fā)展和智能終端的不斷普及,特別
4、是移動端多媒體應用的迅猛發(fā)展,移動端的流量呈現(xiàn)爆炸性地增長。單一模式的通信網絡由于端到端的吞吐量較低、延時較大,已無法滿足現(xiàn)有需求。而未來將出現(xiàn)大量的異構無線網絡重疊覆蓋的場景,在該種場景下,利用異構無線網絡間的優(yōu)勢互補,是解決上述問題的有效手段之一。因此,很有必要研究一種異構無線網絡下的協(xié)作共享技術。從提升整個異構無線網絡融合系統(tǒng)的資源利用率的角度來看,負載均衡顯然是一種十分有效手段。我們研究的焦點是軟負載均衡策略。該策略下,將用戶的業(yè)務數(shù)據流分割成若干個子數(shù)據流,并將子數(shù)據流交由多個網絡進行并行傳輸,以實現(xiàn)異構無線網絡
5、融合系統(tǒng)的負載均衡。首先,我們提出了一種異構無線網絡環(huán)境下的網絡流量的最優(yōu)分配機制。異構網絡可以看作是多個可以同時為終端用戶服務的同構網絡的組合。為簡單起見,每個網絡都被建模成M/M/1隊列。我們的目標是最小化每個隊列中受約束的任務數(shù)??梢酝ㄟ^拉格朗日乘數(shù)解決最優(yōu)解問題。根據各個不同網絡的服務速率,將產生的數(shù)據速率最優(yōu)地分配到各個網絡中。仿真分析表明,該算法比平均分配算法和貪婪算法具有更高的吞吐量,提高了頻譜效率。當并行鏈路傳輸多媒體業(yè)務和實時應用業(yè)務時,由于這兩類業(yè)務對數(shù)據包時延、時延抖動和數(shù)據包重排序等因素十分敏感,因
6、此,為了提高并行鏈路的利用率,研究一種有效的基于時延控制的負載分配算法顯得至關重要。我們提出了一種基于鏈路時延控制的負載分配算法,稱為DCSLB算法。DCSLB算法的目的是在異構無線網絡融合場景下,考慮了多條鏈路的帶寬和傳播時延因素,通過動態(tài)調整分配到各條鏈路上的網絡負載比例(分割比例)實現(xiàn)最大鏈路時延的最小化。一方面,減小了接收端數(shù)據包重排序的等待時延;另一方面,使得各條鏈路的端到端時延差最小,I萬方數(shù)據華中科技大學碩士學位論文從而降低接收端數(shù)據包重排序的概率,進而使得系統(tǒng)成功傳輸一個數(shù)據包的時延減小。隨后,我們搭建了基
7、于LTE和WLAN融合的實物驗證系統(tǒng),以實現(xiàn)DCSLB算法,測試結果表明采用DCSLB算法的軟負載均衡方案相對于傳統(tǒng)的單模接入方案,在保證服務質量的前提下,實現(xiàn)了吞吐量的線性疊加。最后,我們對軟負載均衡應用場景進行了拓展,針對未來蜂窩網絡中宏小區(qū)和小小區(qū)協(xié)同覆蓋以及WLANAP組成mesh網絡的場景,提出了一種分層半集中式網絡架構,可以有效減小無線資源管理服務器的管理復雜度,并通過引入備用無線資源管理服務器,使得異構無線網絡兼具容災能力。關鍵詞:異構無線網絡;軟負載均衡;數(shù)據流分割;M/M/1隊列;時延控制II萬方數(shù)據華中
8、科技大學碩士學位論文AbstractInrecentyears,fieldofwirelesscommunicationshasachievedunprecedenteddevelopment,peoplecontinuetoputforwardavarietyofinnovativewirelessc