异构无线网络接入控制与负载均衡算法的研究

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1、分类号：：密级ＵＤＣ：编：号工学硕士学位论文异构无线网络接入控制与负载均衡算法的研究硕士研究生：张倩指导教师：毕晓君教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：王立国教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文异构无线网络接入控制与负载均衡算法的研究硕士研究生：张倩指导教师：毕晓君教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C

2、:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchonAccessControlandLoadBalancingAlgorithmforHeterogeneousWirelessNetworksCandidate:ZhangQianSupervisor:Prof.BiXiaojunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:January,2018Da

3、teofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要随着网络通信技术飞速发展，不同的网络在带宽、传输速率等方面各具优势，为了满足多样化的业务需求，未来的移动通信系统必然是多网融合、优势互补的异构无线网络。异构网络资源管理是控制业务通信、高效利用资源的重要机制，涵盖多种技术。其中，接入控制能够控制业务合理接入各无线网络，提高网络资源利用率；负载均衡技术可解决网络中业务分布不均造成的资源分配不合理、系统容量低、服务差异大等问题，对异构网络资源管理有至关重要的意义。现有的接

4、入控制及负载均衡算法虽然能够在一定程度上提高网络资源的利用率，保证各网络负载水平均衡，但仍存在不能兼顾网络端和用户端的效益，求解精度低，缺乏对用户偏好的考虑等缺点。为了解决上述问题，本文对业务接入控制及负载均衡算法展开深入研究，首先利用MOEA/D算法可协同优化多个目标、求解精度高等优势，将其应用于接入控制问题；在此基础上，结合业务转移策略提出了一种基于用户偏好的联合负载均衡算法。论文的具体工作内容包括以下两方面：首先，针对现有基于优化算法的接入控制算法只考虑两个优化目标并转换为单目标求解，无法适应不同的实际需求且求解精度低的问题，提出一种基于多目标优化

5、的接入控制算法。首先将优化目标扩展为三个：最小化阻塞率、最小化占用总资源和负载均衡，然后采用MOEA/D算法初步寻优，并利用非支配排序得到Pareto最优解集，即最佳接入方案。实验证明该算法能够大幅度降低业务阻塞率，提高网络资源利用率，并且为决策者提供多种优化的接入方案，可根据不同的实际需求选择。其次，针对现有负载均衡算法不能有效地结合业务转移和接入控制策略、缺乏对用户偏好的考虑的问题，提出一种基于用户偏好的联合负载均衡算法。首先，根据一定的转移策略选取重载网络的部分业务转移至轻载网络；然后设计最大化偏好满意度的目标函数，与最小化占用总资源、负载均衡共同

6、建立多目标接入模型，利用MOEA/D算法及非支配排序得到Pareto最优解集，给出多种负载均衡方案。实验证明该算法能够有效地平衡各网络负载，提高用户满意度及资源利用率。关键词：异构无线网络；接入控制；负载均衡；多目标优化；MOEA/DAbstractWiththerapiddevelopmentofcommunicationtechnology,differentnetworkshavesignificantadvantagesinbandwidth,delayandsoon.Inordertomeetthegrowingneedsofdiversebu

7、sinesses,thefuturemobilecommunicationsystemmustbeaheterogeneouswirelessnetworkthatiscombinedwithavarietyofnetworksandhasacomplementaryadvantage.Resourcemanagementofheterogeneouswirelessnetworksisanimportantmechanismforcontrollingbusinesscommunicationandusingtheresourceofradioseff

8、iciently.Itcoversavarietyoftechnologies.