异构无线网络中能效优先的接入网选择算法研究与仿真实现

• 作 者: 秦文达
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 异构无线网络 接入选择 能效 效用理论 博弈论

无线网络技术的发展已经完全改变了移动通信世界的格局,多种技术不断地向为用户提供高质量服务、宽带接入和无缝迁移的方向发展。异构无线网络的多样性为无线网络走向融合提供了新的契机,但同时也提出了更高的网络接入技术要求。网络技术的发展对终端产生了巨大影响,能够支持蜂窝移动网、WLAN、蓝牙等多种无线接入技术的智能终端越来越普及。丰富的网络资源和强大的智能终端,使得用户对网络的要求从“Always Connected”转变为“Always Best Connected”,即用户终端随时随地保持最佳连接。为了达到这一目标,用户迫切希望有一个有效的接入网选择机制,能够在复杂的无线网络环境中,为其选择最佳的网络连接。根据相关数据表明,信息通信行业每年的能耗约占全球的3%,每年的碳排放量约占全球的2%,甚至超过全世界航空业的碳排放量,并具有持续增长的势头。如何在异构无线网络环境下构建高能效的接入选择方案是亟需面对的重要问题。因此,研究能效接入选择方案成为当前异构无线网络领域的研究热点。首先,本文研究了基于多标准效用理论的接入网选择算法。通过层次分析法和效用理论为用户提供更加准确的网络选择,避免了现有方案中的一些缺陷,另外还涉及了权重改变机制和网络资源调整机制。在保证用户利益不受损害的情况下,使用户业务能够在各网络间均衡分布,有助于实现网络间的负载均衡。更重要的是,针对现有接入算法并未考虑网络能效的这一不足,本算法将网络能效作为接入网选择的重要标准,达到构建绿色通信网络的目的。仿真结果表明,本文提出的算法能够明显的提高网络能效。最后,本文研究了基于博弈论的接入网选择算法。网络运营商建立网络系统的目的是为用户提供接入和业务服务以获得利润,利润将随用户数的增多而递增。因此网络运营商作为决策者,为了使自己的利益最大化,会尽可能地争夺用户,因此网络之间的利益是冲突的。本文通过博弈论解决这一问题。在博弈论方法分类总结的基础上,本文以异构无线网络运营商和用户作为博弈参与者,采用伯川德博弈模型,以非合作博弈的方法研究,探讨网络效用和收益的影响因素。在网络影响因素中,本文将网络能效作为一重要影响因素,实现通信网络的有效节能和可持续发展。仿真结果表明,本文所应用的接入选择算法能够降低网络能耗,提高整个网络的能效和用户满意度。