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无线异构网络无缝连接关键技术研究

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摘要

无线网络性能的提升通过现有的和即将出现的系统的灵活互通性而得以获得。近来，混合切换结构开始支持足够的服务质量，并且在无线系统的设计上得到越来越多的关注。但是在连接性，切换启动，资源分享方面，混合结构中的无缝接入是一个主要课题。这篇论文的目的是去定义一种面向终端用户的在多波束接入技术中的无缝移动性解决方法。这是下一代技术的挑战之一，去整合一些提供有服务质量保证的无缝接入技术，使得移动用户可以随时，随地，任何设备都可以使用。这篇研究的目的是分析异构网络结构，以此来提供不同网络技术之间的无缝接入数据转换率。这个结构提供了无缝异构网络的服务质量。无线异构通信网被希望能够整合大量潜在的无线异构技术，这些技术被认为是整个无缝接入技术向前发展的一大步。无线移动的主要挑战之一是可靠的时域系统和垂直移交计划。有效的移交计划可以提高服务质量并且提供完美的移动性，例如：异构网络是无处不在的。这也就意味着无处不在的数据服务可以去提供信息，声音和多媒体会议的接入。今天出现的多媒体应用在服务质量方面有很多需求，用于总是想得到最好的连接使得他们的需求被满足。有一系列的接入技术已经变成现实：无线保真，全球微波接入互操作和蜂窝网络。这对于服务供应商来说显得十分困难去选择最好的网络来请求服务和控制不断连接的质量水平。因此，用户就有机会去接触不同种类的无线接入网络，这样一来的挑战就是如何使这些多址网络互相合作来获得普及的接入和提高用户的服务质量。研究者很看好去开发一种人工融合架构，这个结构含有最小切换延迟，这对于未来的无线架构网络的无缝漫游显得很适合。在这样的异构网络中的关键因素也是向管理域名漫游的可能性，在这中，移动漫游节点未获得重设的漫游许可。并且，动态漫游许可在这样的环境中需要被提升以来确保无缝漫游。我们在第四代和未来的无线网络中接触了许多新的技术。研究人员也在关注对于无缝连接以及人工化融合解决技术的方法，在这些有效分离的模式中。在这篇文章中我们提出了未来无线网络中的热点问题，在未来无线异构网络的覆盖优化的接入点的自我管理方面。这项工作的关键目的是提出一种灵活的解决方案去管理异构网络，去猜想它们之间有一种很高的融合度。当这些不同的无限节点共同作用的时候，这些相关的结构就有机会被处理。这将会提升全球用户的体验和网络运营商的管理效率值，网络容量也会达到能量效率的增益。这篇论文将重点放在无线异构网络的网络访问选择模型和综合移动性的支持方面。访问网络选择的问题是关于决定何时何地去将一个无线访问网络连接转换到另一个上去。综合移动性支持向漫游用户提供帮助，让他们自动的发现新网络并且允许无缝移动性。总的目的是在运营商的域内，在不同的访问网络之间实现一种全球漫游。同样的对于网络升级需求最小的用户也会使用相关的指数。这篇论文分为三个部分，在文章的第一部分，我们解决了在异构网络收敛性中的用户角色问题，这种技术给4G和未来的无线异构网络制定了规范。在这样一个收敛的系统内，不同接入技术之间的无缝高效的接入就显得很有必要。同时也提出了一个有挑战性的问题，接入技术和不同的大型结构的异构共存问题。这要去作出决定去选择最有效的网络在最好的时机以减少不必要的丢包。提议的动态决议模型使得右边垂直于整个决议通过在不同的有效网络之间确定最好的网络和最好的时间，基于一些动态的因素，例如：网络接收的信号强度，移动基站的速度。同时，一些静态因素也应该被考虑，像是链路容量（提供的带宽），功率完善。这个模型不仅满足个体用户的需求，同时也能通过减少不必要的丢包来提升整个系统的性能。在论文的第二部分，我们考虑到在内部系统移动性管理上的网络控制的角色。这样一来用户就有机会去接触不同类型的无线接入网络，这些通常会出现在学习无线局域网和微波系统共存的时候。这样做的挑战就是使这些多接入的网络互相协作来获得随时随地的接入机会并且提高用户的服务质量。
　　此外，本部分还提供了智能方法，并说明了用户在无缝连接移动中切换不同网络的互操作性，混合智能算法（遗传算法）与模糊逻辑解释算法配合，以提高预期在无瑕疵工作中的需求，为用户提供了在服务质量（QoS）领域的高度机密性保险。该研究的方案提出了一种逻辑智能框架，兼容性访问与全局访问集成，通过无线网格覆盖网络引入的技术间移动性，这是目前和“未来”网络的顶峰。本研究提出的架构正在控制与移动性管理相关的所有方面。最后，第三部分包括三章，第一章提供有关网络选择的一般概述，并提供新的智能方法技术，使用户在全球网络领域无缝漫游。在本章研究者还提出了一些增强和提高用户连接概率的算法。第三部分的第二章介绍自动化网络配置或自我激励，本章将介绍未来无线网络研究的核心部分，本章提供了一种技术方法和最稳定的规划，以找出可以安装的优势分层网络并且在不同的环境中工作，研究人员正在寻求一些逻辑因素，以便在尝试建立连接时为所有用户分析和减少实时，另一方面也可以解决连接时的资源限制问题。大多数网络环境的多层次连接的一般问题的弱点因素主要是考虑管理员全球域名和供应商或客户之间的风险管理，这个问题来自不同的新技术标准，我们使用中介设备来检查跨独立介入网络的互通和漫游解决方案。本研究的主要思想和主体工作是研究人员集中力量围绕多域控制器在不同侧基础设施的风险运行提出解决方案。然而，本章介绍了下一代网络的智能未来计划。最后一章是“总结与未来研究工作规划”。本章总结了该研究工作的研究情况， 突出了研究领域的任务要点，优劣势的分析以及所用方法的大概简述。除此之外，本章还介绍了异构无线网未来工作研究计划的相关要点。本研究的主要目的是提供具有智能无线资源和认证的新型分层异构无线网络。还有很多富有挑战性的要点：
　　（1）识别跨越异构网络的移动过程中可能发生的问题。
　　（2）支持现有设备以及下一代多功能多无线设备的服务。-为蜂窝网络定义统一的接口，为无缝移动提供可扩展的，基于立体的解决方案。该接口应该提供基于位置的服务，也在同一框架内得到支持。
　　（3）提供具有知识库的智能算法，用于在分层网络跟踪图启动中同时保存全局实体和多基本工作流程中的所有事务。智能网络可以在工作流程中采用先进的架构，实现无缝连接。
　　（4）开发遗传算法，通过模糊逻辑技术增强负载流量的连通性来保证新服务的在同一框架中的使用。
　　（5）提供操作，管理，维护和配置系统支持解决方案的部署。
　　（6）开发智能查询程序来普及大范围的无线无缝移动访问服务，包括数据和多媒体，在改变网络的同时对用户的体验影响达到最小化。
　　（7）增强在多径衰落和阴影信道中一般的信号的传播。
　　（8）端到端的应用程序服务质量（Qos）支持。提供未来无线异构网络的综合解决方案。
　　本文针对异构服务和技术环境下的远程数据传输进行性能评估等问题进行了研究，提出一个增强评估网络流量管理性能的方法，通过小律法和排队理论来改进评估算法，获得仿真模型的精确结果，并且对网络远程数据传输的特性进行分析，说明其对于强大的网络性能和管理的重要性。此外，研究人员重点关注的是开发无线异构网络架构的系统级可靠性模型，该系统可以支持多种技术算法，并为各种不同的无线接入技术引入新的架构，适用于不同QoS要求的应用和不同的协议。本文的基本目标是建立一个不依靠无线接入技术的系统框架，实现异构网络对用户的透明化设计。这将涉及诸如移动性管理，无缝切换，信号传播，具有不同网络的协作域以及选择最有效配置的机制以及与现有机制兼容的QoS机制等各种需求。下一代无线互联网面临的主要挑战之一是网络架构必须足够灵活和开放，能够支持各种类型的网络终端以及应用。基本目标还是使异构网络对用户透明，另外，设计独立的系统架构使其达到以下要求：通过减少信号超过和延迟的服务提供来在特定时间限制内确定移动节点的确切位置，并确定不同系统中的服务质量（QoS）保证。当异构无线网络的服务区域完全重叠时，系统必须通过开发相应的技术，在相同（水平）和不同（垂直）之间的QoS保证无缝切换。异构移动通信网络应具有足够的灵活性，能够保证其无论是在小型的受限覆盖区域，或在大面积的扩展区域内，都能够为最终用户提供尽可能优质的服务质量。因此，无线电资源管理方案和各自的架构应适应类似的特殊需要。正如许多研究人员和分析师所预见的那样，下一代无线移动通信（4G网络）将以互补方式集成不同无线接入技术的异构底层基础设施。论文的重点研究集中在用户终端侧控制的加强，即所谓的用户控制方法。本文中终端用户不再是被动的，而是开始设计自己所需的服务并在社区中分享。终端用户越来越强调更高质量和更个性化的服务。在移动管理的提供定制服务的最佳方法是允许用户影响甚至控制接入网络的选择。垂直切换过程可以在网络或用户终端的完全控制下完成，然而，为了有效地管理异构网络中的用户移动性，应该综合考虑用户终端和网络的双重设置。网络可以帮助和引导用户终端选择合适的接入网络和信息收集，用户终端负责根据用户的偏好选择最佳接入网络的方式、管理无线接口激活模式以及预缓冲流数据等切换准备，并在适当时触发切换。同时，网络负责验证，必要时进行漫游建立以及移动性和安全上下文传输等切换准备，QoS承担维护基于平衡的切换管理的责任。
　　下一代无线网络（NGWN）可以预见是异构的。本文通过在通用平台上集成不同的无线接入技术（RAT）来实现验证，并且提出了一种通用无线电资源管理（CRRM）来管理异构无线网络中的无线电资源的方法，并提供所需的服务质量（QoS）。由于无线服务的需求不断增长，移动技术已经迅速向第四代（4G）网络模式发展，这将为各种业务提供高速网络连接，例如：IP语音（VoIP）、网页浏览、文件传输协议（FTP）、视频传输、在线游戏以及实时视频和通信等，并将互连不同的无线电接入技术（RAT），例如：UMTS陆地无线电接入网（UTRAN），长期演进）和无线局域网（WLAN）。要在一个共同的平台下整合各种无线网络标准，需要解决一些关键的研究问题，其中之一是如何将每个用户分配到最合适的RAT。这个问题的有效解决方案可以使无线电资源利用最大化并且提高服务的性能，以低成本为用户提供所需的服务质量（QoS）。另一方面，分布式算法有利于考虑用户的优先级。本文还提出了一些不同的分布式算法。这些算法允许用户终端（UT）基于RAT的服务质量以及成本价格来选择最有效的RAT。在这之中，分布式算法忽略网络利益和策略。这可能导致无线电资源利用效率低下或造成网络瓶颈。目前提出的算法因其局限性，并不能为RAT选择问题提供完整的解决方案。因此，需要一种分布在网络协助中的混合RAT选择算法，可以给用户终端提供一些帮助他们在决策过程中的信息，来选择使其满意度最高的RAT，并且同时提高有效的无线电资源利用率。本文的研究目标是找到新的逻辑智能方法来开发和支持在本地和全球领域扩展特权的异构系统核心。
　　（1）服务器未来的需求
　　服务请应当根据合同认定的义务提供给指定的对使用过程负责的用户未来，网络操作者的数量将会增加，因此提供的服务器应该对其他人公开并且为用户提供积极收获（认证）。不良的服务器和内容的提供者出现时，必须构建方法以阻止他们。操作者应当确认服务器提供者被正确管理，如果服务器提供者向操作者付费，管理者需要确认付费过程的正确性。
　　鉴于很多服务器提供者之间的协作会在可见的将来发生在通信和服务器提供系统中，为了避免和对抗欺诈行为，操作者和服务器提供者间的不可抵赖性将会变得更加重要。然而，分配业务的模式可能比科技方式更加有效。提供的服务器必须适应各种不同的环境和终端，作为内容可适应性的服务器必须满足有效性和带宽。
　　（2）论文的目的
　　这篇论文的目的在于，提议为无线移动网络通信系统(WMNCS)的灵活的，机会管理构建新的法律，在本研究中，为了实现连通性服务器一体化的遗留和和新法律机制的业务流程的灵活性，研究者寻求提议为无线设备源和无线设备节点提供有效且公平的管理策略。例如：信道工作处理，传送功率控制，传输速率适应和流控制，自组织无线异构网络(WHN)的机会管理。
　　然而另一方面，无线通信网络(WMN)面临很多无线介质和传输流的原始特性方面的挑战，多跳间分享无线介质增加的干扰和争用方面的挑战。WMN面临在最大化传输性（只能用一个普通信道）和最小化传输间干扰的微妙平衡（使用不同信道）。此外，WMN使终端用户和核心网之间位于WMN流通常传输的途径的聚集流交换实现。
　　从这个意义上来讲，所有聚集的网孔节点间的容量平等共享是网络公平工作的需求。这些准则引出主题，聚焦在提出一个有效管理无线设备源以增强信道传输功率等级和比特率的质量的策略，来确保WMNCS节点的平等资源共享，同时在有序或随机部署，单通到或多通道中，用可获得的节点的资源的异构通信能力取得机会优势。我们同样致力于调查用户终端在系统间移动性管理，设备容量和用户偏好的信息接口，以及服务和邻近入口网络的重要标志方面的标准。
　　为了实现一个完整的终端控制的切换过程，我们来分析用户终端控制下的如下方面：接口网络选择，切换初始化，多无线设备连接管理和切换准备。需要移动性管理体系中这些步骤的协调提供一个无缝的终端控制垂直切换。
　　简短点说，本论文的目的主要在WLAN网络和Mesh网络间优化系统间可移动管理，通过解决以下几方面：相互作用漫游认证机制，接口网络选择，系统间测量，需要的单元间重叠,切换初始化，切换基于预测的自适应流的应用和装载的平衡。终极目标是探索不同的方向来达到在未来即将覆盖的4G网络中的无缝转移，并为下一代控制服务器在国际网络中对用户终端更透明提供完整的有效解决方案。
　　（3）问题描述
　　未来的用户会通过不同的接口网络完美地相互连接。当他们从一处移动到另一处时，每个接口网络都将为终端用户提供不同等级的服务质量（QoS）。多模态终端将无缝动态地连接移动设备使用者。他可以在不同的接口科技间漫游以便为需要不同等级的QoS的服务器实现最优网络连接。
　　支持无缝移动性，决定移动设备何时进入切换过程，其中切换的执行过程将被看做多组织无线网络的资源管理的关建事项。预测范围内的未来新一代无线网络将会在需要的QoS中提供更高的变化性。接口决定将会基于需要的QoS，需要的带宽，各可用网络的残留容量，范围和花费等因素。权限的控制帮助实现高容量和范围内效率。在这项工作中，我们将为异构无线网络提供系统间移动性管理体系，验证使用无缝连接开控制和检验用户接口需求和网络与用户间在可用网络件受控的行动。

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