面向业务QoS保证的电信WLAN网络资源管理方法研究

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随着移动互联网被人们越来越多的接受及依赖,第三代无线蜂窝网络用户数量迅猛增加。伴随而来的是部分热点区域数据流量呈快速爆发式增长趋势。为此,国内三大电信运营商开始大规模建设WLAN网络,拟利用WLAN低成本、高带宽的优势来缓解分组数据业务对移动网络的压力。同时,随着国内电信市场全球化步伐日益加快,电信行业的竞争也逐步从简单的价格战转向提高服务品质和客户满意度,各大运营商相继提出了服务等级协议(SLA,ServiceLevel Agreement)。其中,业务的QoS保证是实现SLA的一个重要环节。因此,如何实现WLAN网络中的业务QoS保证成为急需解决的问题。然而,传统的WLAN网络由于其底层设备的硬件约束以及协议参数静态配置方法等约束使得网络端到端QoS保证能力存在一定的瓶颈问题。目前,随着微电子技术的迅猛发展,设备底层硬件约束逐渐弱化,设备呈现出智能化趋势,利用智能化设备节点组成的智能WLAN网络可调整参数更加宽泛,通信方式更加灵活,为实现业务QoS保证能力提供了更强大的基础平台。但随之而来的是:宽泛的可调整系统参数与系统性能间的关系更加复杂。如何在多个可调参数中,根据不同输入与不同约束,选择出调整目标参数,并权衡参数间的相互作用关系,使调整后的网络性能满足不同业务QoS需求,是急需解决的问题。为此,本文重点研究面向QoS保证的电信WLAN网络资源管理方法。以智能化节点组成的电信WLAN网络为网络基础架构模型,从网络资源管理模型描述、服务质量综合评价方法、具有QoS保证的网络资源管理方法及仿真平台搭建与算法验证四个角度开展研究。其中,网络资源管理模型描述方面,本文从特性分析、实体描述及工作机理等方面进行了较为全面的阐述,为资源管理方法提供基础理论模型支撑。在服务质量综合评价方法方面,本文结合网络承载业务的属性分类,具体的对各种业务的QoS需求进行描述,并建立服务质量综合评价模型,为具有QoS保证的网络资源管理方法提供具体的评价参考模型。基于以上两部分的工作,本文开展了具有端到端QoS保证能力的网络资源管理方法研究,首先对资源管理模型进行形式化数学描述,并通过学习推理过程建立可调参数和感知参数之间的关系,利用非支配排序的遗传算法和模糊逻辑方法结合的智能启发式算法对当前的环境和业务的历史数据进行学习推理,完成最终的决策过程。此外,本文设计建立了MATLAB与OPNET联合的仿真平台,并详细的给出相关变量设置参数及流程设计,从application模块设计、MATLAB接口matlab_interface模块、ip模块以及无线链路层wireless_lan_mac模块的设计与定义几个方面,详细阐述仿真平台建立方法;最终利用所搭建的网络仿真平台对所提出的具有端到端QoS保证的网络资源管理算法进行仿真验证。
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