支持多终端协同的泛在网络无线资源管理及移动性管理研究报告西电重邮时岩

1、泛在网络下多终端协同的网络控及VI本)支泛在网络下多终端协同的网络控及VI本)支持多终端协同的泛在网络无线源管理及移动性管课：2011ZX03005-004-课题承：邮电大课：胡20111231日（编制要点研：XX（结合任务要点研：XX（结合任务分工，参与任务都列上完成日期：20131231目目面向泛在协同环境的接入控制机联合考虑用户移动性与业务负荷的自适应网络选择算基于认知的接入网络选择方面向泛在协同环境的负载均泛在网络中非相邻异构小区之间的负载均衡方基于满意度的无线局域网用户接入模式选择方多网协同模式下的资源调度机协同业务传输机2.4.1 的组播方2.4.2 2.4.5 SVC 重组算移动

2、性管理融合控制架基于网络控制的移动性管理架基于隐马尔科夫模型的接入网络选择装面向用户应用的自适应接入网络选择实现装流移动性管异构融合网络中的单业务多路径切换方支持多终端协同的传输层流移动性管群移动性管3.3.1 基于网络联合效用优化的异构网络垂直切换方 车载网基于移动特征分析的分群算车载网基于群的移动性管3.3.5M2M中的群组寻呼方.用户侧和网络侧的负载均用户侧负载均网络侧负载均衡（WLAN3G切换多路径并行传单网卡虚拟多模接入（域内协同远端业务近域转终端协同参与的多流并发传终端协同参与的流移动性管一、引而言，不仅使得任何用户在任何时间任何地点都能获得具有服务质量QualityofServi

3、ce）一、引而言，不仅使得任何用户在任何时间任何地点都能获得具有服务质量QualityofService） （一（1）（2） （一（1）（2）（3）（AP）/中继站（RS）选择方案，并通过接入选择以及切换控制实现各 QoSQoS（1）（2）以提高 AP （3）IASA，提出一种基于跨接入系er sSystemQoSQoS（1）（2）以提高 AP （3）IASA，提出一种基于跨接入系er sSystemAnchor）络/网关之间切换以实现网络/QoS（1）（2）基博弈理论建模用户带宽分配模型确定各用户带宽分配优化方案（3） （4）（1）（2）SVCH.264基博弈理论建模用户带宽分配模型确定各用

4、户带宽分配优化方案（3） （4）（1）（2）SVCH.264SVCSVC，（二1. （1）（2）（3）（二1. （1）（2）（3）QoS2. （1）3G-WLAN过程中的时延用户的业务体验（2）（1）（2）VANET针对车辆自组织网络（VANET）通信中多个源车辆（SV）继车辆（RV过程中的时延用户的业务体验（2）（1）（2）VANET针对车辆自组织网络（VANET）通信中多个源车辆（SV）继车辆（RV）SVAP SVSV、RV二、支持多终端协同的泛在网络无线资源管2.1 面向泛在协同环境的接入控制机2.1.1 联合考虑用户移动性与业务负荷的自适应网络选择算QOS 吐量较小，无法有效满足用户高

5、速数据业务需求，且扩容成本高。WLAN ，Adaptive Network Selection Scheme Based on the Combination of User Mobility and （DMMT吐量较小，无法有效满足用户高速数据业务需求，且扩容成本高。WLAN ，Adaptive Network Selection Scheme Based on the Combination of User Mobility and （DMMT2.1.2 基于认知的接入网络选择方通常采用 WLAN 网络优先的接入网络选择方法WLAN 网络优先接入网络选择方法中，WLAN 网络作为蜂窝网络的

6、有效补充，为蜂窝网络分担负荷，但该方法并没有考虑 WLAN 网络中用户的移动性，当部分移动性较强的用户接入 WLAN网络负荷较轻，而 WLAN WLAN该方法综合考虑蜂窝网络和WLAN网络的负载情况以及WLANWLAN WLANWLAN 2.1.3 面向车联网应用的终端 2.1.3 面向车联网应用的终端接入选择装置及方方案可在终端设备中以软/方式实现。该装置实现如图1括网络信息监测模块、中继信息监测模块、AP接入模块、中继接入模块及切换括网络信息监测模块、中继信息监测模块、AP接入模块、中继接入模块及切换移动用户(Mobile Node: MNAPBeacon RS RelayAdv AP A

7、P RS AP 的专利申请文件“申请日期：20120801）SINR UE 的专利申请文件“申请日期：20120801）SINR UE UE UE SINR SINR2.2.2 基于满意度的无线局域网用户接入模式选择方SINR2.2.2 基于满意度的无线局域网用户接入模式选择方宽带业务的需求。针对密集AP 建立关联，从中选择最优的链路进行通信。此方案尽管AP 同时建立关联，导2.2.3 基于IASA负载均衡装置的通信系统及方3GPP。IASAAnOptimalIASABalancingSchemein。IASAAnOptimalIASABalancingSchemeinHeterogeneou

8、sersSystemAnchor）控制。具体流程图如图2所基于IASA2.3 多网协同模式下的资源调度机2.3.1 基于定价模型的联合信道分配和业务所基于IASA2.3 多网协同模式下的资源调度机2.3.1 基于定价模型的联合信道分配和业务分配方Channel and Traffic Assignment in Ad Hoc Networks Using Theory with Charging Scheme2.3.2 异构融合网络带宽资源分配方及“Utility-Based Bandwidth Allocation Algorithm for 及“Utility-Based Bandwidt

9、h Allocation Algorithm for 同业务需求的应用场景ization Based er llocationfor egratedNetwork3 BERBER 2.3.4 同业务需求的应用场景ization Based er llocationfor egratedNetwork3 BERBER 2.3.4 体域网联合协调器定位及功率分配算附着或植入小型传3 er Allocation and Coordinator Deployment 本2.4 协同业务传输机2.4.1 无线局域的组播方er Allocation and Coordinator Deployment 本

10、2.4 协同业务传输机2.4.1 无线局域的组播方SVCSVC流，AP。2.4.2 基于接收端受限缓存溢出概率保障的多路径传输分组分配方备多种网络接口，目前的笔记本电脑，smartphones 。2.4.2 基于接收端受限缓存溢出概率保障的多路径传输分组分配方备多种网络接口，目前的笔记本电脑，smartphones Yoav Nebat 延的化特性。另外，T. Zinner 等人通过实验验证得出，在路径时延分ysisOfRe-sequencingBuffer 为达到上述目的，采取技术方案为：发送端 A求 pRA2.4.5 多路径并行传输下SVC的实时重组算H.264 SVC 和 WLAN SV

11、C 为达到上述目的，采取技术方案为：发送端 A求 pRA2.4.5 多路径并行传输下SVC的实时重组算H.264 SVC 和 WLAN SVC ，而 级，而后依次为各增强层文件，第k 层增强层文件需要从1 到k-1 层k SVC ，而SVC 格即使在增强层文件SVC SVC “计算机应用”期刊 2009 年 H.264/SVC 数据流抽取和重组算法（登了一篇文章“MIMO 系统中的MIMO SVC SVC 的 SVC SVC 实时“计算机应用”期刊 2009 年 H.264/SVC 数据流抽取和重组算法（登了一篇文章“MIMO 系统中的MIMO SVC SVC 的 SVC SVC 实时 播放的

12、流畅性以及根据网络状况好坏动态调分辨率（2从实H.264 SVC 的（3）其技术思路为：将 文件经 SVC 编码并分成一个基本层和一个增强层文3G网络来传输重要性等级最高的基本层文WLAN WLAN 3G 证终端能够不间载基本层文件这样即使增强层数据无法到达根据编到WLAN SVC 三、支持多终端协同的泛在网路移动性三、支持多终端协同的泛在网路移动性管3.1 移动性管理融合控制架3.1.1 基于网络控制的移动性管理架制架构层面进行优化设计UtilityOptimizationBasedVerticalAlgorithm in Heterogeneous Network该架构中主要功能实体包括全

13、局移动性管理实体 (Global Mobility Management Entity，GMME)，本地移动性管理实体 (Local Mobility Management LMME)器 (Mobility Register，MR) ，接入网资源监测器s为评估各接入网络及联合网络状况， GMME周期性地向每个相连接的 LMME 发送监测请求消息。收到监测请求消息后，各接入网络的 LMME 向 GMME 回复监测请求应答消息，通知它们各自所管辖的网络及用户信息。根据所收集的网络及用户信息，GMME LMMELMME为评估各接入网络及联合网络状况， GMME周期性地向每个相连接的 LMME 发送监

14、测请求消息。收到监测请求消息后，各接入网络的 LMME 向 GMME 回复监测请求应答消息，通知它们各自所管辖的网络及用户信息。根据所收集的网络及用户信息，GMME LMMELMME3.1.2 基于隐马尔科夫模型的接入网络选择装。5 3.1.3 面向用户应用的自适应接入网络选择实现装6 QoS信息感知平资源优化平终端特感知模模分析模网络信收集3.1.3 面向用户应用的自适应接入网络选择实现装6 QoS信息感知平资源优化平终端特感知模模分析模网络信收集模网络终端交互平网络网络6 网络1接网络n接切换执行模网络监测模网模模知模块:网络信息收集模块:信息智能管理模块:网络智能模拟模块:， 网络选模块

15、:该知模块:网络信息收集模块:信息智能管理模块:网络智能模拟模块:， 网络选模块:该模块接收通过信息智能管理模块处理得到的关网络监测模块: 流移动性管异构融合网络中的单业流移动性管异构融合网络中的单业务多路径切换络环境中，3G蜂窝网络覆盖范围大，可以在广阔的区域内给用户提供数据和语音业务，实现各个蜂窝小区间的无缝切换。WLAN 高的通信带宽，WLAN的覆盖范围设计的越来越小。这样，WLAN较小的小区3GWLAN 网同传输WLAN 3G-WLAN于3G-WLANMT3G火，因而切换业务往往较新业务具有更高的处理优先级。这样，3G MT WLAN 网络链路所承载的增强部分业务作为切 3G-WLAN

16、MT3G火，因而切换业务往往较新业务具有更高的处理优先级。这样，3G MT WLAN 网络链路所承载的增强部分业务作为切 3G WLAN 3.2.2 支持多终端协同的传输层流移动性管web WiFi、IPL1L3，L4L73.3 群移动性管IPL1L3，L4L73.3 群移动性管3.3.1 基于网络联合效用优化的异构网络垂直切换方“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 无法与AP 进行通信，需要选择一个RV 为其转发数据7 所示为系统SV1SV2AP所能接收的覆盖范围内时，需要在邻近 SV RV RV AP RViSVRViSV转发数据所支付的（带宽）假设每个SV 只能选择一个RV 来转发数据根据该SV 所选择RV 的不同，其效用函数值也会随之改变，因此该 SV 需要选择一个能使其获得最大效用的 RV。同样，假设每个候选RV 只能为一个SV 进行数据转发或者不为任何SV 转 RVSV 3.3.3 车载网基于移动特征分析的分群算Ad hoc Ad hoc 3.3

18、.3 车载网基于移动特征分析的分群算Ad hoc Ad hoc ()时间 T TGPS 取当前的地理位置定义XT和YT为节点分别在X 轴和Y 轴上的线性位移，时间 T 内的位移 D 可以表示为：D = x2 +时间 T 内的平均速度可以表示为v = T时间 T = T节点的空间依赖值的总和(TSD)以及该节点的群体关系值CR)TSD CR O O 点的相对速度和相对加速度。例如，节点 i 和节点 j RV(i,j) = (1RA(i,点的相对速度和相对加速度。例如，节点 i 和节点 j RV(i,j) = (1RA(i,j) = (1 因此，节点 i 与节点 j SD(i,j) = RV(i,

19、j)RA(i,由此可知，节点 i 的 SpatialSpatial Dependence (TSD)i D)TSD(i) = TSD Cluster Relation(CR)CR=n在基于移动特征的分群算法中，该算法利用 CR 行驶在所以算法只考虑行驶方向相同的节点以下将具体介绍算法步骤1T O O O 5，否则开始执行建群的过程。该节点发送一个 REQUEST 请求至所有的邻IDID(ID 为-1)、方向以及群体3REQUEST RELPY 消IDID(ID 为-1)、方向以及群体关系 4CR CR 选出 CR INVITE CR 值，作为步骤 5 5REQUEST 3.3.4 选出 CR

20、INVITE CR 值，作为步骤 5 5REQUEST 3.3.4 车载网基于群的移动性管本节将提出一种基于群的车载通信网络移动性管理机制 RMM（Regional ManagementNEMO 协议相比，RMM GPS 1cluster_front AR ARIDclusterheadARAR（AR_head）消2：clusterhead AR_head ID步骤 3：当 cluster_front 和 clusterhead 之间的距离较远时，AR_front AR_head ARAR 时，cluster_front AR（AR_next cluster_front本节所介绍的移动性管理机

21、制同样根据区域类型,road section er AR_head ARAR 时，cluster_front AR（AR_next cluster_front本节所介绍的移动性管理机制同样根据区域类型,road section er section(1) road sectionARARARARAR_nextID CoAoCoA nAR_head nAR_head oAR_head nAR_headIProadsectionersection 消息。群首根据该消息中 AR 的地理位置判断 AR 是否处于交叉路口，并通GPSAR 处于交叉路口时，此时形成的区域为 ersectionDHCP 地址

22、nCoAHA发送绑定bindingupdate nAR_headIPersection开 AR_head 的传输范围，进入同一个区域内其他 AR AR_headAR_head开 AR_head 的传输范围，进入同一个区域内其他 AR AR_headAR_head search destition ARoAR_head 可以通过通告消息可以获nAR_headIPAR之间的路由，oAR_headnAR_headnAR_head将数据包直接发送3.3.5M2M中的群组寻呼 。8MTC寻呼消息（接口寻呼消息和空口寻呼消息）8 MTC MTC设备接收配置数据）MTC 设备进行 。 PDCCH8 MTC MTC设备接收配置数据）MTC 设备进行 。 PDCCHP-RNTIP-RNTI的取值范围为 PDSCH MTC 值范围是C MTCMTCUE Paging Identity TMSIUEUEPagingIdentity参数被设置为 MTCMTCUE Paging Identity TMSIUEUEPagingIdentity参数被设置为 MTC 设备所属群组的 Group_IDUE Identity Index