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1、1/26提纲提纲研究背景研究现状主要工作异构无线网络的垂直切换仿真建模及性能评估带有中继站的异构无线网络垂直切换判决算法总结与展望第1页/共26页2/26研究背景研究背景无线网络将呈现泛在和异构的特点WLANWiMAX3G蜂窝网异构无线网络环境中存在垂直切换的需求 研究热点支持垂直切换的协议垂直切换判决算法第2页/共26页3/26研究现状研究现状网络层、传输层和应用层都存在支持垂直切换的相关协议 MIPv6及其扩展协议mSCTPSIP介质独立切换(MIH:Media Independent Handover)第3页/共26页4/26研究现状(续)研究现状(续)垂直切换判决算法基于多属性决策理论
2、的方法基于模糊逻辑的方法基于代价函数的方法第4页/共26页5/26存在的不足存在的不足在切换执行协议方面只针对两种异构无线网络部署的场景在切换判决算法方面只能为单个用户选择一个合适的目标网络没有将中继站引入到异构无线网络环境中第5页/共26页6/26主要工作主要工作将WLAN和UMTS两种异构网络部署的场景扩展成WLAN、WiMAX和UMTS三种异构网络部署的情况,基于MIH进行仿真建模。第6页/共26页7/26主要工作(续)主要工作(续)将中继站引入到异构无线网络环境中,运用多目标最优化方法进行切换判决,使得整个网络资源得到充分利用。第7页/共26页8/26异构无线网络的垂直切换仿真建模及性
3、能评估第8页/共26页9/26仿真建模仿真建模MIH功能的仿真设计实现MIH功能的作用,它负责与低层和高层通信,同时也负责与远端MIH功能的通信。是MIH代理的子类,负责接收来自MIH代理的事件消息,并向MIH代理发送命令。是MIH用户代理的子类,提供流管理功能,它可以接收来自邻居发现(ND)代理的事件消息。是IFMNGMT代理的子类,它给MIH用户增添了重定向功能,具有与MIPv6相似的功能。是MIPv6代理的子类,为切换模块提供切换模板,并能获取新的地址。是MIH代理的子类,负责存储关于MAC接口的信息。是MIH代理的子类,负责处理扫描请求。负责远端MIH功能的信息。负责与远端MIH功能的
4、当前会话的信息。负责存储等待的请求消息。第9页/共26页10/26仿真建模(续)仿真建模(续)MAC层对MIH的支持修改MAC层,使其具有MIH_LINK_SAP功能。对多接口的支持将多接口节点设计成结合不同技术节点的虚拟节点对子网发现的支持通过邻居发现(ND)代理来实现第10页/共26页11/26性能评估性能评估网络拓扑场景一场景二l仿真参数设置 参数名参数名参数值参数值包的大小包的大小500 Bytes发包间隔发包间隔0.04、0.02、0.013、0.01和和0.008 sWLAN的带宽的带宽11 MbpsWiMAX带宽请求回退窗口大小带宽请求回退窗口大小开始开始=2、结束、结束=6UM
5、TS的上、下行带宽的上、下行带宽384 Kbps第11页/共26页12/26场景一的性能评估场景一的性能评估切换时延从UMTS切换到WiMAX从WiMAX切换到WLANl切换期间的丢包数目网络负荷(网络负荷(Kbps)UMTSWiMAXWiMAXWLAN1001000 00 02002000 00 03003000 00 04004000 00 05005000 00 0结论:从带宽小的网络向带宽大的网络切换时,切换时延很小,且不会出现丢包。第12页/共26页13/26场景二的性能评估场景二的性能评估LGD(Link Going Down)切换方式当MN接近当前网络信号覆盖范围边界时,基于功率
6、强度门限触发LGD事件。LD(Link Down)切换方式当MN离开当前网络信号覆盖范围时,触发LD事件。第13页/共26页14/26场景二的性能评估(续)场景二的性能评估(续)切换时延从WLAN切换到WiMAX从WiMAX切换到UMTSl切换期间的丢包数目网络负荷(网络负荷(Kbps)WLANWiMAXWiMAXUMTSLGDLDLGDLD100280020038003005100040047005004900结论:从带宽大的网络向带宽小的网络切换时,切换时延较大,且出现一定数量的丢包。第14页/共26页15/26场景二的性能评估(续)场景二的性能评估(续)LGD切换方式下的网络使用效率WL
7、AN的使用效率WiMAX的使用效率l分析网络使用效率大幅度下降的原因。WiMAX的使用效率结论:当功率强度门限系数在1.17附近时,过早触发Link Going Down事件,导致WiMAX使用效率大幅度降低。第15页/共26页16/26带有中继站的异构无线网络垂直切换判决算法第16页/共26页17/26算法分析算法分析针对带有中继站(RS)的异构无线网络环境,综合考虑移动节点的电池寿命和接入网的负载两方面因素,运用多目标最优化方法进行垂直切换判决。l引入中继站后需要考虑的新问题nBS的负载除了包含向它所带MN提供的速率之和,还包括向它所带RS提供的速率之和。nBS与RS之间链路的速率nRS与
8、MN之间链路的速率第17页/共26页18/26算法分析(续)算法分析(续)多目标最优化模型的建立使得剩余电池寿命最大化的最优化模型,标识为OPT-B。使得接入网负载保持稳定的最优化模型,标识为OPT-L。联合考虑剩余电池寿命和接入网负载的多目标最优化模型,标识为OPT-J。第18页/共26页19/26性能评估性能评估仿真参数设置参数名参数名参数值参数值BS、AP和和RS的覆盖半径的覆盖半径1 000、300和和500 m的初始值的初始值500 J 、和和 服从指数分布的均值服从指数分布的均值5 mJ/s128 Kbps和和1 Mbps128 Kbps256 Kbps和和10 Mbps4 Mbp
9、s、和和2、2和和1和和1和和106l网络拓扑BS2BS1RS1RS2AP2AP1MN第19页/共26页20/26性能评估(续)性能评估(续)所有MN的剩余电池寿命总和占总寿命的百分比第20页/共26页21/26性能评估(续)性能评估(续)AP的负载变化情况AP1的负载变化情况AP2的负载变化情况lRS的负载变化情况RS1的负载变化情况RS2的负载变化情况lBS的负载变化情况BS1的负载变化情况BS2的负载变化情况结论:对于AP和RS,OPT-L能使负载保持稳定,OPT-J的性能处于OPT-L和OPT-B之间;对于BS,OPT-L使得负载波动性最小,OPT-J的性能处于OPT-L和OPT-B之
10、间。第21页/共26页22/26总结与展望总结与展望全文总结将WLAN和UMTS两种异构网络部署的场景扩展成WLAN、WiMAX和UMTS三种异构网络部署的情况,基于MIH进行仿真建模。将中继站引入到异构无线网络环境中,运用多目标最优化方法进行切换判决,使得整个网络资源得到充分利用。l未来的工作n传输层和应用层支持垂直切换的协议n结合实际的试验网络环境,并加入一种切换判决算法,真正实现垂直切换。n协作中继情况下的切换判决问题第22页/共26页23/26完成的学术论文完成的学术论文Hou Weina,Zhao Yisheng,and Dong Jing.Study of RSVP Routing
11、 Protocol in Wireless Ad Hoc NetworksC.ICNDS 09,May 2009,1:206-208.(EI Accession Number:20094312398981)LI Yun,ZHAO Yi-sheng,LIU Qi-lie,and WEN Feng.Performance Research of MIPv6 and Extended Protocols in the Process of HandoverC.WiCOM2009,September 2009,1-4.(EI Accession Number:20100112610703)赵宜升,李云,刘占军,刘期烈.异构网络的垂直切换仿真建模及其性能评估J.计算机工程,2010,36(5):95-96.唐德军,赵宜升,李云.基于多目标最优化方法的垂直切换判决算法.计算机工程,拟于2010年下半年见刊.第23页/共26页24/26致谢致谢感谢导师李云教授对我的指导感谢实验室的老师和各位同学对我的关心感谢家人对我的支持感谢论文评阅老师和各位答辩评委专家第24页/共26页25/26 谢谢!请各位专家批评指正!第25页/共26页26/26感谢您的观看!第26页/共26页
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