支持多終端協(xié)同的泛在網(wǎng)絡無線資源管理及移動性管理研究報告西電重郵時巖

1、泛在網(wǎng)絡下多終端協(xié)同的網(wǎng)絡控及VI本)支泛在網(wǎng)絡下多終端協(xié)同的網(wǎng)絡控及VI本)支持多終端協(xié)同的泛在網(wǎng)絡無線源管理及移動性管課：2011ZX03005-004-課題承：郵電大課：胡20111231日（編制要點研：XX（結合任務要點研：XX（結合任務分工，參與任務都列上完成日期：20131231目目面向泛在協(xié)同環(huán)境的接入控制機聯(lián)合考慮用戶移動性與業(yè)務負荷的自適應網(wǎng)絡選擇算基于認知的接入網(wǎng)絡選擇方面向泛在協(xié)同環(huán)境的負載均泛在網(wǎng)絡中非相鄰異構小區(qū)之間的負載均衡方基于滿意度的無線局域網(wǎng)用戶接入模式選擇方多網(wǎng)協(xié)同模式下的資源調度機協(xié)同業(yè)務傳輸機2.4.1 的組播方2.4.2 2.4.5 SVC 重組算移動

2、性管理融合控制架基于網(wǎng)絡控制的移動性管理架基于隱馬爾科夫模型的接入網(wǎng)絡選擇裝面向用戶應用的自適應接入網(wǎng)絡選擇實現(xiàn)裝流移動性管異構融合網(wǎng)絡中的單業(yè)務多路徑切換方支持多終端協(xié)同的傳輸層流移動性管群移動性管3.3.1 基于網(wǎng)絡聯(lián)合效用優(yōu)化的異構網(wǎng)絡垂直切換方 車載網(wǎng)基于移動特征分析的分群算車載網(wǎng)基于群的移動性管3.3.5M2M中的群組尋呼方.用戶側和網(wǎng)絡側的負載均用戶側負載均網(wǎng)絡側負載均衡（WLAN3G切換多路徑并行傳單網(wǎng)卡虛擬多模接入（域內協(xié)同遠端業(yè)務近域轉終端協(xié)同參與的多流并發(fā)傳終端協(xié)同參與的流移動性管一、引而言，不僅使得任何用戶在任何時間任何地點都能獲得具有服務質量QualityofServi

3、ce）一、引而言，不僅使得任何用戶在任何時間任何地點都能獲得具有服務質量QualityofService） （一（1）（2） （一（1）（2）（3）（AP）/中繼站（RS）選擇方案，并通過接入選擇以及切換控制實現(xiàn)各 QoSQoS（1）（2）以提高 AP （3）IASA，提出一種基于跨接入系er sSystemQoSQoS（1）（2）以提高 AP （3）IASA，提出一種基于跨接入系er sSystemAnchor）絡/網(wǎng)關之間切換以實現(xiàn)網(wǎng)絡/QoS（1）（2）基博弈理論建模用戶帶寬分配模型確定各用戶帶寬分配優(yōu)化方案（3） （4）（1）（2）SVCH.264基博弈理論建模用戶帶寬分配模型確定各用

4、戶帶寬分配優(yōu)化方案（3） （4）（1）（2）SVCH.264SVCSVC，（二1. （1）（2）（3）（二1. （1）（2）（3）QoS2. （1）3G-WLAN過程中的時延用戶的業(yè)務體驗（2）（1）（2）VANET針對車輛自組織網(wǎng)絡（VANET）通信中多個源車輛（SV）繼車輛（RV過程中的時延用戶的業(yè)務體驗（2）（1）（2）VANET針對車輛自組織網(wǎng)絡（VANET）通信中多個源車輛（SV）繼車輛（RV）SVAP SVSV、RV二、支持多終端協(xié)同的泛在網(wǎng)絡無線資源管2.1 面向泛在協(xié)同環(huán)境的接入控制機2.1.1 聯(lián)合考慮用戶移動性與業(yè)務負荷的自適應網(wǎng)絡選擇算QOS 吐量較小，無法有效滿足用戶高

5、速數(shù)據(jù)業(yè)務需求，且擴容成本高。WLAN ，Adaptive Network Selection Scheme Based on the Combination of User Mobility and （DMMT吐量較小，無法有效滿足用戶高速數(shù)據(jù)業(yè)務需求，且擴容成本高。WLAN ，Adaptive Network Selection Scheme Based on the Combination of User Mobility and （DMMT2.1.2 基于認知的接入網(wǎng)絡選擇方通常采用 WLAN 網(wǎng)絡優(yōu)先的接入網(wǎng)絡選擇方法WLAN 網(wǎng)絡優(yōu)先接入網(wǎng)絡選擇方法中，WLAN 網(wǎng)絡作為蜂窩網(wǎng)絡的

6、有效補充，為蜂窩網(wǎng)絡分擔負荷，但該方法并沒有考慮 WLAN 網(wǎng)絡中用戶的移動性，當部分移動性較強的用戶接入 WLAN網(wǎng)絡負荷較輕，而 WLAN WLAN該方法綜合考慮蜂窩網(wǎng)絡和WLAN網(wǎng)絡的負載情況以及WLANWLAN WLANWLAN 2.1.3 面向車聯(lián)網(wǎng)應用的終端 2.1.3 面向車聯(lián)網(wǎng)應用的終端接入選擇裝置及方方案可在終端設備中以軟/方式實現(xiàn)。該裝置實現(xiàn)如圖1括網(wǎng)絡信息監(jiān)測模塊、中繼信息監(jiān)測模塊、AP接入模塊、中繼接入模塊及切換括網(wǎng)絡信息監(jiān)測模塊、中繼信息監(jiān)測模塊、AP接入模塊、中繼接入模塊及切換移動用戶(Mobile Node: MNAPBeacon RS RelayAdv AP A

7、P RS AP 的專利申請文件“申請日期：20120801）SINR UE 的專利申請文件“申請日期：20120801）SINR UE UE UE SINR SINR2.2.2 基于滿意度的無線局域網(wǎng)用戶接入模式選擇方SINR2.2.2 基于滿意度的無線局域網(wǎng)用戶接入模式選擇方寬帶業(yè)務的需求。針對密集AP 建立關聯(lián)，從中選擇最優(yōu)的鏈路進行通信。此方案盡管AP 同時建立關聯(lián)，導2.2.3 基于IASA負載均衡裝置的通信系統(tǒng)及方3GPP。IASAAnOptimalIASABalancingSchemein。IASAAnOptimalIASABalancingSchemeinHeterogeneou

8、sersSystemAnchor）控制。具體流程圖如圖2所基于IASA2.3 多網(wǎng)協(xié)同模式下的資源調度機2.3.1 基于定價模型的聯(lián)合信道分配和業(yè)務所基于IASA2.3 多網(wǎng)協(xié)同模式下的資源調度機2.3.1 基于定價模型的聯(lián)合信道分配和業(yè)務分配方Channel and Traffic Assignment in Ad Hoc Networks Using Theory with Charging Scheme2.3.2 異構融合網(wǎng)絡帶寬資源分配方及“Utility-Based Bandwidth Allocation Algorithm for 及“Utility-Based Bandwidt

9、h Allocation Algorithm for 同業(yè)務需求的應用場景ization Based er llocationfor egratedNetwork3 BERBER 2.3.4 同業(yè)務需求的應用場景ization Based er llocationfor egratedNetwork3 BERBER 2.3.4 體域網(wǎng)聯(lián)合協(xié)調器定位及功率分配算附著或植入小型傳3 er Allocation and Coordinator Deployment 本2.4 協(xié)同業(yè)務傳輸機2.4.1 無線局域的組播方er Allocation and Coordinator Deployment 本

10、2.4 協(xié)同業(yè)務傳輸機2.4.1 無線局域的組播方SVCSVC流，AP。2.4.2 基于接收端受限緩存溢出概率保障的多路徑傳輸分組分配方備多種網(wǎng)絡接口，目前的筆記本電腦，smartphones 。2.4.2 基于接收端受限緩存溢出概率保障的多路徑傳輸分組分配方備多種網(wǎng)絡接口，目前的筆記本電腦，smartphones Yoav Nebat 延的化特性。另外，T. Zinner 等人通過實驗驗證得出，在路徑時延分ysisOfRe-sequencingBuffer 為達到上述目的，采取技術方案為：發(fā)送端 A求 pRA2.4.5 多路徑并行傳輸下SVC的實時重組算H.264 SVC 和 WLAN SV

11、C 為達到上述目的，采取技術方案為：發(fā)送端 A求 pRA2.4.5 多路徑并行傳輸下SVC的實時重組算H.264 SVC 和 WLAN SVC ，而 級，而后依次為各增強層文件，第k 層增強層文件需要從1 到k-1 層k SVC ，而SVC 格即使在增強層文件SVC SVC “計算機應用”期刊 2009 年 H.264/SVC 數(shù)據(jù)流抽取和重組算法（登了一篇文章“MIMO 系統(tǒng)中的MIMO SVC SVC 的 SVC SVC 實時“計算機應用”期刊 2009 年 H.264/SVC 數(shù)據(jù)流抽取和重組算法（登了一篇文章“MIMO 系統(tǒng)中的MIMO SVC SVC 的 SVC SVC 實時 播放的

12、流暢性以及根據(jù)網(wǎng)絡狀況好壞動態(tài)調分辨率（2從實H.264 SVC 的（3）其技術思路為：將 文件經(jīng) SVC 編碼并分成一個基本層和一個增強層文3G網(wǎng)絡來傳輸重要性等級最高的基本層文WLAN WLAN 3G 證終端能夠不間載基本層文件這樣即使增強層數(shù)據(jù)無法到達根據(jù)編到WLAN SVC 三、支持多終端協(xié)同的泛在網(wǎng)路移動性三、支持多終端協(xié)同的泛在網(wǎng)路移動性管3.1 移動性管理融合控制架3.1.1 基于網(wǎng)絡控制的移動性管理架制架構層面進行優(yōu)化設計UtilityOptimizationBasedVerticalAlgorithm in Heterogeneous Network該架構中主要功能實體包括全

13、局移動性管理實體 (Global Mobility Management Entity，GMME)，本地移動性管理實體 (Local Mobility Management LMME)器 (Mobility Register，MR) ，接入網(wǎng)資源監(jiān)測器s為評估各接入網(wǎng)絡及聯(lián)合網(wǎng)絡狀況， GMME周期性地向每個相連接的 LMME 發(fā)送監(jiān)測請求消息。收到監(jiān)測請求消息后，各接入網(wǎng)絡的 LMME 向 GMME 回復監(jiān)測請求應答消息，通知它們各自所管轄的網(wǎng)絡及用戶信息。根據(jù)所收集的網(wǎng)絡及用戶信息，GMME LMMELMME為評估各接入網(wǎng)絡及聯(lián)合網(wǎng)絡狀況， GMME周期性地向每個相連接的 LMME 發(fā)送監(jiān)

14、測請求消息。收到監(jiān)測請求消息后，各接入網(wǎng)絡的 LMME 向 GMME 回復監(jiān)測請求應答消息，通知它們各自所管轄的網(wǎng)絡及用戶信息。根據(jù)所收集的網(wǎng)絡及用戶信息，GMME LMMELMME3.1.2 基于隱馬爾科夫模型的接入網(wǎng)絡選擇裝。5 3.1.3 面向用戶應用的自適應接入網(wǎng)絡選擇實現(xiàn)裝6 QoS信息感知平資源優(yōu)化平終端特感知模模分析模網(wǎng)絡信收集3.1.3 面向用戶應用的自適應接入網(wǎng)絡選擇實現(xiàn)裝6 QoS信息感知平資源優(yōu)化平終端特感知模模分析模網(wǎng)絡信收集模網(wǎng)絡終端交互平網(wǎng)絡網(wǎng)絡6 網(wǎng)絡1接網(wǎng)絡n接切換執(zhí)行模網(wǎng)絡監(jiān)測模網(wǎng)模模知模塊:網(wǎng)絡信息收集模塊:信息智能管理模塊:網(wǎng)絡智能模擬模塊:， 網(wǎng)絡選模塊

15、:該知模塊:網(wǎng)絡信息收集模塊:信息智能管理模塊:網(wǎng)絡智能模擬模塊:， 網(wǎng)絡選模塊:該模塊接收通過信息智能管理模塊處理得到的關網(wǎng)絡監(jiān)測模塊: 流移動性管異構融合網(wǎng)絡中的單業(yè)流移動性管異構融合網(wǎng)絡中的單業(yè)務多路徑切換絡環(huán)境中，3G蜂窩網(wǎng)絡覆蓋范圍大，可以在廣闊的區(qū)域內給用戶提供數(shù)據(jù)和語音業(yè)務，實現(xiàn)各個蜂窩小區(qū)間的無縫切換。WLAN 高的通信帶寬，WLAN的覆蓋范圍設計的越來越小。這樣，WLAN較小的小區(qū)3GWLAN 網(wǎng)同傳輸WLAN 3G-WLAN于3G-WLANMT3G火，因而切換業(yè)務往往較新業(yè)務具有更高的處理優(yōu)先級。這樣，3G MT WLAN 網(wǎng)絡鏈路所承載的增強部分業(yè)務作為切 3G-WLAN

16、MT3G火，因而切換業(yè)務往往較新業(yè)務具有更高的處理優(yōu)先級。這樣，3G MT WLAN 網(wǎng)絡鏈路所承載的增強部分業(yè)務作為切 3G WLAN 3.2.2 支持多終端協(xié)同的傳輸層流移動性管web WiFi、IPL1L3，L4L73.3 群移動性管IPL1L3，L4L73.3 群移動性管3.3.1 基于網(wǎng)絡聯(lián)合效用優(yōu)化的異構網(wǎng)絡垂直切換方“Utility Optimization Based Vertical“Utility Optimization Based Vertical Handoff Algorithm Heterogeneous NetworkX SVRV SVRV “GameTheor

17、y- SVRV SVRV “GameTheory-VANETRVSVRV SV RV SV SVs 無法與AP 進行通信，需要選擇一個RV 為其轉發(fā)數(shù)據(jù)7 所示為系統(tǒng)SV1SV2AP所能接收的覆蓋范圍內時，需要在鄰近 SV RV RV AP RViSVRViSV轉發(fā)數(shù)據(jù)所支付的（帶寬）假設每個SV 只能選擇一個RV 來轉發(fā)數(shù)據(jù)根據(jù)該SV 所選擇RV 的不同，其效用函數(shù)值也會隨之改變，因此該 SV 需要選擇一個能使其獲得最大效用的 RV。同樣，假設每個候選RV 只能為一個SV 進行數(shù)據(jù)轉發(fā)或者不為任何SV 轉 RVSV 3.3.3 車載網(wǎng)基于移動特征分析的分群算Ad hoc Ad hoc 3.3

18、.3 車載網(wǎng)基于移動特征分析的分群算Ad hoc Ad hoc ()時間 T TGPS 取當前的地理位置定義XT和YT為節(jié)點分別在X 軸和Y 軸上的線性位移，時間 T 內的位移 D 可以表示為：D = x2 +時間 T 內的平均速度可以表示為v = T時間 T = T節(jié)點的空間依賴值的總和(TSD)以及該節(jié)點的群體關系值CR)TSD CR O O 點的相對速度和相對加速度。例如，節(jié)點 i 和節(jié)點 j RV(i,j) = (1RA(i,點的相對速度和相對加速度。例如，節(jié)點 i 和節(jié)點 j RV(i,j) = (1RA(i,j) = (1 因此，節(jié)點 i 與節(jié)點 j SD(i,j) = RV(i,

19、j)RA(i,由此可知，節(jié)點 i 的 SpatialSpatial Dependence (TSD)i D)TSD(i) = TSD Cluster Relation(CR)CR=n在基于移動特征的分群算法中，該算法利用 CR 行駛在所以算法只考慮行駛方向相同的節(jié)點以下將具體介紹算法步驟1T O O O 5，否則開始執(zhí)行建群的過程。該節(jié)點發(fā)送一個 REQUEST 請求至所有的鄰IDID(ID 為-1)、方向以及群體3REQUEST RELPY 消IDID(ID 為-1)、方向以及群體關系 4CR CR 選出 CR INVITE CR 值，作為步驟 5 5REQUEST 3.3.4 選出 CR

20、INVITE CR 值，作為步驟 5 5REQUEST 3.3.4 車載網(wǎng)基于群的移動性管本節(jié)將提出一種基于群的車載通信網(wǎng)絡移動性管理機制 RMM（Regional ManagementNEMO 協(xié)議相比，RMM GPS 1cluster_front AR ARIDclusterheadARAR（AR_head）消2：clusterhead AR_head ID步驟 3：當 cluster_front 和 clusterhead 之間的距離較遠時，AR_front AR_head ARAR 時，cluster_front AR（AR_next cluster_front本節(jié)所介紹的移動性管理機

21、制同樣根據(jù)區(qū)域類型,road section er AR_head ARAR 時，cluster_front AR（AR_next cluster_front本節(jié)所介紹的移動性管理機制同樣根據(jù)區(qū)域類型,road section er section(1) road sectionARARARARAR_nextID CoAoCoA nAR_head nAR_head oAR_head nAR_headIProadsectionersection 消息。群首根據(jù)該消息中 AR 的地理位置判斷 AR 是否處于交叉路口，并通GPSAR 處于交叉路口時，此時形成的區(qū)域為 ersectionDHCP 地址

22、nCoAHA發(fā)送綁定bindingupdate nAR_headIPersection開 AR_head 的傳輸范圍，進入同一個區(qū)域內其他 AR AR_headAR_head開 AR_head 的傳輸范圍，進入同一個區(qū)域內其他 AR AR_headAR_head search destition ARoAR_head 可以通過通告消息可以獲nAR_headIPAR之間的路由，oAR_headnAR_headnAR_head將數(shù)據(jù)包直接發(fā)送3.3.5M2M中的群組尋呼 。8MTC尋呼消息（接口尋呼消息和空口尋呼消息）8 MTC MTC設備接收配置數(shù)據(jù)）MTC 設備進行 。 PDCCH8 MTC MTC設備接收配置數(shù)據(jù)）MTC 設備進行 。 PDCCHP-RNTIP-RNTI的取值范圍為 PDSCH MTC 值范圍是C MTCMTCUE Paging Identity TMSIUEUEPagingIdentity參數(shù)被設置為 MTCMTCUE Paging Identity TMSIUEUEPagingIdentity參數(shù)被設置為 MTC 設備所屬群組的 Group_IDUE Identity Index