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LTE-A CoMP中面向多业务的无线资源管理与调度研究

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LTE-A CoMP中面向多业务的无线资源管理与调度研究

作者：张屹宇北京邮电大学

学位级别：硕士

在LTE-A(Advanced)中,提高小区边缘用户的性能成为了主要的研究方向之一,而多点协作通信(Coordinated Multi-Point,简称CoMP)正是用于解决这一问题的关键技术。在CoMP系统中,比例公平(PF)算法是最常用的调度算法,但仍存在一些不足。在面... 详细信息

在LTE-A(Advanced)中,提高小区边缘用户的性能成为了主要的研究方向之一,而多点协作通信(Coordinated Multi-Point,简称CoMP)正是用于解决这一问题的关键技术。在CoMP系统中,比例公平(PF)算法是最常用的调度算法,但仍存在一些不足。在面向CoMP的调度架构方面,有集中式的全局调度和分布式的本地调度两种架构,这两种方式各有优缺点,可以研究如何结合应用。在当前针对CoMP的研究和仿真中,使用最多的业务模型是Full Buffer模型,此模型在实际中不存在,所以还需要用实际的业务模型进行检验。针对上述未得到充分研究的方面,论文展开了对CoMP资源管理和调度的研究。本论文的主要内容包括：(1)在Full Buffer模型下,从最大化CoMP系统频谱效率以及兼顾公平性和效率两个优化目标出发,提出了两种新的资源调度算法;(2)针对CoMP中集中式的全局调度和分布式的本地调度各自的优缺点,提出了一种通用的混合协作关系管理模型,同时考虑集中式和分布式两种CoMP调度方式,并找出了可行的协作方案;(3)针对代表突发业务和实时业务的FTP和VoIP业务模型,在不同的调度算法下,分析了两种业务各自出现和同时出现时CoMP前后的性能差异,指出了经典调度算法在多业务CoMP环境下的缺陷;(4)针对现有研究和上一步中发现的问题,设计了一种考虑实际业务特征、IARQ特征以及CoMP增益的MAC层资源管理和调度方案,并且通过仿真证明了新方案的优越性。论文的工作对LTE-A网络的实现提供了可供参考的解决方案。

关键词： CoMP 资源调度协作关系多业务

基于Hotpsot 2.0的多业务流量分载性能分析

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基于Hotpsot 2.0的多业务流量分载性能分析

作者：徐恒北京邮电大学

学位级别：硕士

WiFi作为一种部署范围广、成本低的无线接入方式,已经成为蜂窝网络流量分载的主要方式。然而传统的手动切换网络的方式会带来较长的时延,因此,如何实现WiFi网络自动连接、认证是当前WiFi分流的一个严峻的挑战。同时,WiFi分流的性能究竟... 详细信息

WiFi作为一种部署范围广、成本低的无线接入方式,已经成为蜂窝网络流量分载的主要方式。然而传统的手动切换网络的方式会带来较长的时延,因此,如何实现WiFi网络自动连接、认证是当前WiFi分流的一个严峻的挑战。同时,WiFi分流的性能究竟如何仍需要进一步的研究。基于此,本文主要研究了以下三个问题。首先,本文针对传统WiFi网络在易连接性和安全性等方面所存在的劣势,提出基于Hotspot 2.0的流量分载架构,使用户能够自动、安全地连接到WiFi网络。其次,本文研究了该分载架构下严格QoS保障的时延WiFi流量分载的性能,提出了带有犹豫、不耐烦顾客和系统故障的队列模型和有限长2D Markov链的分析模型,最终建模了分载效率与队列长度、用户请求到达率和WiFi服务率之间的关系。最后,针对不同业务时延容忍度的差别,本文研究了多业务情况下时延WiFi流量分载的性能。建立了带有不耐烦顾客和系统故障的抢占式多优先级的队列模型,采用3D Markov链拟合队列服务的状态转移过程,最终建模了各优先级业务流量分载的分载率和平均时延与WiFi获得率、用户请求到达率和WiFi服务率之间的数学关系。

关键词：流量分载 Hotspot 2.0 队列模型严格QoS 多业务

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面向多业务的配电通信网信息安全研究

面向多业务的配电通信网信息安全研究

作者：丁闯华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

配电通信网的信息安全是保障电力系统业务运行的重要技术前提。随着能源互联网背景下智能配电网的建设深入,配电网存在支撑业务种类增加、接入终端类型及其数目增多的等特点,使得配电通信网信息安全研究面临新的技术挑战。目前配电网仍... 详细信息

配电通信网的信息安全是保障电力系统业务运行的重要技术前提。随着能源互联网背景下智能配电网的建设深入,配电网存在支撑业务种类增加、接入终端类型及其数目增多的等特点,使得配电通信网信息安全研究面临新的技术挑战。目前配电网仍存在如配电终端被控制、通信协议被监听、控制指令被篡改等潜在安全问题,如何在信息高质量快速传输的同时,保证信息的安全性,提高业务的加密效率,已成为配电通信网的加密方案中亟待解决的问题。论文针对以上问题,以配电通信网业务传输中的信息安全为研究对象,开展面向多业务的配电通信网信息安全的架构设计、传输方法和业务加密策略研究。首先,在配电通信网架构基础上,设计了一种多业务的配电通信网安全架构,并提出了安全防护方案。其次,针对业务数据通信安全传输,在所提出的配电通信网安全架构基础上,提出了基于AES自适应参数的配电数据安全传输方法和基于层次分析法的多业务动态安全分级传输方法。基于AES自适应参数的配电数据安全传输方法,业务安全分级采用基于单因素静态分级方法,在保证业务安全的前提下,提出基于AES算法的自适应参数的加密和解密策略,通过仿真实验,验证了策略加密效率的高效性;基于层次分析法的多业务动态安全分级传输方法,利用多因素AHP方法将业务安全动态分级,采用多尺度混合加密数据安全传输策略,通过仿真实验,研究所选加密算法的加密效率,并将静态与动态分级加密效率对比,验证了策略的有效性;最后,针对含分布式电源业务配网通信,通过基于通信方式的分层加密策略设计,提出了一种含分布式电源的配网的分层安全策略。论文工作将为配电通信网支撑配电网多种业务的信息安全传输提供一定的技术参考。

关键词：配电通信网多业务安全通信架构分级安全传输分层加密

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基于多业务QoS的网络拥塞控制算法研究

基于多业务QoS的网络拥塞控制算法研究

作者：刘苹苹江苏大学

学位级别：硕士

拥塞控制和服务质量是两个紧密相关的研究课题,对网络进行有效的拥塞控制是提供有保证的网络服务质量的基础。由于传统的基于端到端的TCP拥塞控制算法无法利用网络中的传输信息进行更有效的拥塞控制,所以近年来研究者逐渐将拥塞控制的... 详细信息

拥塞控制和服务质量是两个紧密相关的研究课题,对网络进行有效的拥塞控制是提供有保证的网络服务质量的基础。由于传统的基于端到端的TCP拥塞控制算法无法利用网络中的传输信息进行更有效的拥塞控制,所以近年来研究者逐渐将拥塞控制的研究重点转移到网络的核心节点路由器上,特别是对其主动队列管理算法的研究。本文研究拥塞控制算法的目的是实现网络中多种业务的QoS要求。随着网络应用的迅速增长,网络除了要保证实时需求外,也应尽可能满足非实时需求,相应的QoS所要解决的问题就是如何在网络上同时支持多种业务类型,以使每项服务都能达到性能要求。本文的研究工作主要是对基于Diffserv模型的随机早期检测算法RIO-C进行了系统的分析与研究,通过分析与仿真实验得出该算法存在较明显的服务不公平性,在此基础上,提出了一种改进的主动队列管理算法——优化平均队列长度计算的RIO-C算法OPRIO。OPRIO算法通过设置一个动态调节因子,并根据低丢弃优先级分组在整个队列中占有的比重,来实时调整低丢弃优先级分组队列长度参与高丢弃优先级平均队列长度计算的比例,由此缓解高丢弃优先级分组长期“饥饿“现象。仿真实验表明OPRIO算法在实现优先级区分的基础上,减小了对高丢弃优先级分组的“歧视”,实现了各优先级分组相对公平性,同时有效地增加了网络吞吐量,提高了链路利用率,网络资源能够得到充分利用。OPRIO算法解决了DiffServ中AF PHB组内的不同优先级分组公平服务的问题。实际上在AF模型中,还应考虑PHB分组间数据流的公平服务。为此本文还提出了增强的OPRIO算法—EOPRIO算法,由分析得出,该算法通过对各PHB组所占的缓冲区容量进行控制,保证了PHB组间数据流的公平性,并且提高了系统的容忍度和网络的QoS。

关键词：拥塞控制算法 QoS 多业务主动队列管理随机早期检测算法区分服务

FTTH方案中EPON系统多业务承载的实现

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电信科学 2005年第11期21卷 26-29页

作者：高鹏张继军武汉邮电科学研究院武汉430074

本文从用户需求着手,探讨了FTTH方案中基于EPON实现综合业务接入的技术方案,重点介绍了基于EPON系统提供语音、IPTV、TDM等业务的技术考虑。

关键词： FTTH EPON 多业务接入

维普期刊数据库

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长庆油田多业务承载网络研究

长庆油田多业务承载网络研究

作者：秦海峰西安科技大学

学位级别：硕士

近年来，随着电信技术和多样化业务的发展，视频、数据等高速率业务和应用日益丰富，用户除了普通上网需求外，对互动电视、可视电话、物业管理、家庭远程安保系统等的需求越来越迫切。国家正在进行的“三网合一”在优化资源的同时也是... 详细信息

近年来，随着电信技术和多样化业务的发展，视频、数据等高速率业务和应用日益丰富，用户除了普通上网需求外，对互动电视、可视电话、物业管理、家庭远程安保系统等的需求越来越迫切。国家正在进行的“三网合一”在优化资源的同时也是为多业务网络开展提供网络基础，同时油田作业区需要进行数字电视开通等相关需求。为了满足油田用户的需求，本文对长庆油田计算机主干网的多业务承载以及相关技术进行研究。为满足油田用户的多样化网络需求，需解决原有计算机网络在多业务承载方面的技术实现及网络规划问题，本课题将对宽带认证技术、组播技术、QinQ技术和P2P技术进行研究，并应用上述技术解决长庆油田计算机网络的多业务承载问题。本文对不同的用户采取相应的宽带认证方式，在原有网络上采用QinQ技术、组播技术等，将IPTV业务与其他业务共用同一个IP逻辑通道，通过独立VLAN实现各项业务的接入。多业务承载的好处通过划分逻辑平面，使网络具备端到端的QoS保证能力，通过合理规划，能满足多业务承载的QoS要求。实现多种业务的安全隔离，避免相互干扰，充分保证各业务的安全性。

关键词：多业务宽带认证组播 QinQ P2P

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基于多业务的CDMA系统的无线资源管理

基于多业务的CDMA系统的无线资源管理

作者：段文博西安电子科技大学

学位级别：硕士

为移动用户提供多种业务服务是未来无线通信网络的主要发展方向。由于CDMA技术具有灵活支持多种业务的优点,因而被第三代移动通信系统所采纳。如何在恶劣的无线传播环境里以及用户运动且相互干扰的情况下为各类业务提供QOS保证,同时充... 详细信息

为移动用户提供多种业务服务是未来无线通信网络的主要发展方向。由于CDMA技术具有灵活支持多种业务的优点,因而被第三代移动通信系统所采纳。如何在恶劣的无线传播环境里以及用户运动且相互干扰的情况下为各类业务提供QOS保证,同时充分利用珍贵的无线频谱资源,是基于CDMA技术的第三代蜂窝通信系统、以及未来的无线个人通信系统都必须致力解决的问题。对承载具有不同QOS要求的多业务CDMA蜂窝通信系统的性能进行研究是系统规划所需解决的关键问题之一,同时,有效精确的分析方法有助于我们深入地认识影响CDMA系统的诸多因素,从而提出相应的解决办法,提高系统的频谱利用率。本文正是从多媒体多业务处着手,对多业务环境CDMA系统的性能和QOS支持做了相关的工作。本文首先介绍了研究的背景,当前无线通信系统的基本发展情况、本设计研究的意义。其次,介绍了CDMA系统以及CDMA的无线资源管理,着重对无线资源管理中的多媒体QOS准则进行了介绍。再次,仿真了CDMA系统中支持多种业务时系统性能的变化,各个业务对系统的影响,同时我们利用Markov模型给出了该情况下系统的状态转换模型,得出了理论分析的公式。最后,为了优化无线网络的应用级QOS,给出了我们固定预留带宽和动态预留带宽的两种接入策略的思想,仿真了采用这两种策略时的系统性能,与无策略的情况做出了比较。最后总结了全文,并提出了未来的展望。

关键词：多媒体多业务性能无线资源管理 QOS

下一代高铁移动通信系统多业务共存资源调度算法研究

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下一代高铁移动通信系统多业务共存资源调度算法研究

作者：颜静静南京邮电大学

学位级别：硕士

近几年高铁的快速发展使通行方式更加便捷,与此同时高铁无线通信系统的发展则稍显缓慢。随着高铁速度的提升以及传输带宽需求的增加,当前铁路所用GSM-R系统已经很难满足用户通信需求。LTE系统技术的成熟使得LTE-R系统成为下一代铁路通... 详细信息

近几年高铁的快速发展使通行方式更加便捷,与此同时高铁无线通信系统的发展则稍显缓慢。随着高铁速度的提升以及传输带宽需求的增加,当前铁路所用GSM-R系统已经很难满足用户通信需求。LTE系统技术的成熟使得LTE-R系统成为下一代铁路通信系统候选者,LTE-R系统虽然能够满足用户一般通信需求,但是多业务共存情况下,资源调度算法仍然有待完善。当前高铁场景下多业务共存主要指高铁专网业务共存,即GSM-R系统为高铁专网业务提供服务。由于LTE-R系统代替GSM-R系统成为铁路专用通信系统已成为业界共识,故LTE-R系统下高铁专网多业务共存时的资源调度问题值得研究。高铁场景下业务类型既包含高铁专网业务,同时包含公网用户业务。高铁专网业务的安全可靠传输与行车安全密切相关,故高铁专网场景下如何为高铁专网业务分配资源成为保障铁路通信安全需要解决的课题。同时随着公网用户宽带业务的增加,高铁场景下的公网用户对通信质量的要求提高,频带资源稀缺问题日益突出。当前GSM-R系统只为高铁专网业务提供服务,公网用户接入LTE公用网络。如何在频谱资源贫乏的情况下更合理的为公网用户业务分配资源成为亟需解决的课题。(1)本文首先研究了基于LTE-R系统下高铁专网多业务共存资源调度算法。当前LTE-R系统通常采用的几种资源调度算法:轮询算法、最大载干比算法和比例公平算法。对于目前已有算法中存在的传输时延长、丢包率大等问题,本文针对LTE-R系统中专网多业务传输中的资源分配问题,提出一种基于QCI优先级的区分业务传输的资源调度算法。该算法首先根据列控业务是否对于时延敏感,将业务分为实时列控业务和非实时列控业务,对于两种类型业务分别进行分组调度。对于实时业务,在最大加权时延算法基础上引入QCI优先级参数,为实时列控业务根据传输优先级不同赋予不同的QCI优先级;对于非实时列控业务,在比例公平算法基础上引入CQI优先级。仿真结果表明,该算法在保障实时业务传输性能的基础上,同时保障了非实时业务的吞吐量及传输时延性能。(2)本文接着研究了LTE-R系统代替GSM-R系统以后,基于LTE系统和LTE-R系统共存情况下,高铁专网业务和公网业务共存时的资源调度算法。针对公网用户频带资源不够用问题,本文提出LTE-R无线接入网络(LTE-R Radio Access Network,RAN)共享方案,公网用户可以接入LTE-R网络共享服务。针对LTE-R系统和LTE系统共享相同频段存在的同频干扰问题,提出协调多点(Coordinated Mulit-Point,Co MP)方案,当基站为用户提供资源块时,干扰基站对应的资源块沉默处理不参与资源分配。同时将LTE-R系统和LTE系统共存情况分为主要的五个场景,并分场景提出相应的资源调度算法,始终保证高铁专网用户业务的通信需求。仿真结果表明,LTE-R RAN共享方案和Co MP方案的使用提高了用户的吞吐量,同时降低了用户的中断概率,提高了用户的通信性能。本文旨在研究高铁场景下基于多业务共存的资源调度算法,进一步提升高铁通信系统的性能,保障用户通信需求。

关键词：多业务资源调度 QCI LTE-R CoMP

LTE-Hi网络中面向多业务的资源调度研究

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LTE-Hi网络中面向多业务的资源调度研究

作者：杨程轶北京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动通信技术的不断发展,移动互联网流量迅速增长,而其中室内业务量的比重在不断增加。在考虑室内环境的特点和提升覆盖性能方案的基础上,3GPP标准化进程推动了一种室内热点优化方案,即LTE-Hi (LTE for Hotspot and Indoor),以解决... 详细信息

随着移动通信技术的不断发展,移动互联网流量迅速增长,而其中室内业务量的比重在不断增加。在考虑室内环境的特点和提升覆盖性能方案的基础上,3GPP标准化进程推动了一种室内热点优化方案,即LTE-Hi (LTE for Hotspot and Indoor),以解决未来无线移动带宽数据业务在室内热点场景的需求。LTE-Hi系统工作在3.5GHz左右频段,因此与LTE宏蜂窝网络处于不同的频段,避免了宏小区与微小区之间的相互干扰问题;而且高频段的特性主要表现为传播损耗大、覆盖范围小等,因此更加适合对移动性和覆盖面积要求较低的室内环境。同时,LTE-Hi引入高阶调制方式,如256QAM以进一步提高频谱效率。无线资源管理是移动通信系统的重要研究领域,而无线资源调度作为其中关键技术之一,目前已经得到广泛的关注,但是较少针对LTE-Hi网络场景。因此本文结合LTE-Hi网络特征对资源调度展开研究。本文基于两个项目,分别对CoMP场景下的资源调度和LTE-Hi网络下的资源调度展开了研究。本文首先介绍了无线资源调度相关背景,并对各类典型的无线资源调度算法以及移动互联网业务模型进行了概述。针对Max C/I调度算法在CoMP场景的求解过程中存在的问题,本文提出了一种改进的解决方案,并分别在FTP业务模型和Full Buffer业务模型下对改进的算法和原算法进行仿真验证,仿真结果表明该改进算法在这两种业务下均能提高系统吞吐量。而后,本文基于LTE-Hi系统的网络特征,研究了在资源调度过程中不同信道质量反馈周期对于系统性能的影响。为了更准确地刻画LTE-Hi网络特征,本文对各类传播模型以及链路自适应技术进行调研。基于调研结果,搭建LTE-Hi系统级仿真平台,并针对各类业务展开了仿真分析,仿真结果表明:单从吞吐量方面考虑,在LTE-Hi系统中当CQI反馈周期延长到2TTIs时,增益与代价相当;而在其他CQI反馈周期下,延长CQI反馈周期弊大于利。最后本文从提升吞吐量的角度出发提出了一种适用于LTE-Hi网络的改进PF算法,并对改进PF算法在多业务场景下进行仿真验证,仿真结果表明:改进的PF算法在Full buffer、FTP以及FTP/VoIP混合业务模型下均能提升系统吞吐量,从而改善系统性能。

关键词： LTE-Hi 多业务资源调度 PF算法