宽带无线多媒体网络的动态带宽分配与QoS研究

随着无线通信与网络技术的迅猛发展,人们获得的移动服务越来越普及,越来越多样化,下一代无线通信网络将承载话音、数据、多媒体业务,如何保证多用户、多业务的服务质量(QoS)是无线网络中一个至关重要的问题。在另一方面,为了保证多业务的服务质量,常常以降低带宽利用率为代价。众所周知,在无线网络中,带宽资源是一个十分宝贵的资源。迫切需要一种有效的带宽分配机制,对这两个相互冲突的目标进行权衡:在保证多业务对服务质量(QoS)不同需求的前提下,尽可能充分地利用无线带宽资源。在本文,我们将探讨:在无线多媒体蜂窝网络中,保证多业务服务质量的带宽分配动态方法。分成两大部分:第一个部分研究基于呼叫连接级的动态呼叫接纳控制策略,这是粗粒度的带宽分配; 第二个部分研究基于PDU 级的自适应的带宽分配,属于细粒度的带宽分配。两者均是针对无线多业务蜂窝网络环境的QoS 控制:前者保证呼叫切换中断概率的服务质量,后者保证呼叫的时延、抖动、吞吐量。在此前提下,实现带宽资源的充分利用。 在第一部分中,我们侧重于将自适应和动态的方法,应用于多业务无线蜂窝网络呼叫接纳控制中。新一代无线网络将能承载多媒体业务,在蜂窝小区越来越小,切换越来越频繁的趋势下,急需一种有效的呼叫接纳控制策略来保证无线多媒体业务的服务质量,同时又能保证无线带宽的利用率。传统的静态策略GC(保护信道策略),不能适应流量模式的变化,动态的方法利用传统的生灭过程理论,能适应流量模式的变化,但只能用于单业务,在多业务环境下,各业务的流量模式、呼叫占用信道、QoS需求各不相同,实际上是一个混杂多类业务的广义生灭系统。难以用传统的生灭过程理论加以解决。本文在第一部分的主要工作如下: 首先,提出针对多业务的参数合并方法和参数合并理论。通过建立一个伪随机生灭模型,将多维的随机生灭过程转化为传统的一维生灭过程问题,并且从理论上证明:转化后(一维空间)的呼叫中断概率CDP 近似计算值不大于实际值,而且近似相等。这一定量结果为严格的QoS 随机控制带来方便:只要使得该近似值小于预定的呼叫中断概率CDP 上限值,就能保证实际的呼叫中断概率CDP 严格满足QoS 要求。而且