软件定义无线异构网络中的能效优化问题研究

发布时间：2022-07-27 19:35

　　随着移动网络流量的急剧增加,移动通信网络中的能耗问题日益严峻。出于经济利益和环境保护的双重考虑,提高网络中的能源效率成为第五代移动通信技术中设计无线通信系统的重要指标之一。广泛的研究表明,提高网络能效的有效措施包括:多类型接入设备组合覆盖蜂窝小区、可再生能源和传统能源协作供能和对不同类型的网络业务按需分配网络资源。因此需要对存在设备、能源和业务多样性的无线异构网络的特性进行研究。但是,由于无线异构网络采取垂直建站和分布式管理模式,很难根据全局网络状态对网络资源实现实时的优化分配。软件定义网络（Software Defined Network,SDN）架构通过分离网络的控制平面和数据转发平面对通信网络技术进行了改革,实现了灵活高效的可编程和集中化网络管理。网络功能虚拟化（Network Function Virtualization,NFV）作为软件定义网络的重要应用,通过分离网络功能和网络设备,实现了针对不同业务的虚拟网络划分机制。本论文针对无线异构网络的动态特性,以及目前因为管理困难造成的能效低下问题,利用软件定义网络技术提供的架构优势,实现了无线异构网络中灵活实时的网络资源调度配置... 

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 无线通信发展中的能效问题
        1.1.2 无线异构网络
        1.1.3 软件定义网络
    1.2 研究意义
    1.3 本文主要研究内容及创新点
    1.4 本文章节安排
第二章 软件定义无线异构网络架构分析
    2.1 引言
    2.2 软件定义网络介绍
        2.2.1 软件定义网络
        2.2.2 Mininet网络仿真环境介绍
        2.2.3 OpenFlow协议分析
        2.2.4 FlowVisor介绍
    2.3 面向能源异构性的软件定义无线网络架构和能效问题分析
        2.3.1 网络架构基本构成
        2.3.2 架构优势及能效问题分析
    2.4 面向业务异构性的虚拟边缘网络架构和能效问题分析
        2.4.1 智能虚拟边缘网络架构
        2.4.2 架构优势及能效问题分析
    2.5 本章小结
第三章 能效优化的流表项管理策略
    3.1 引言
    3.2 相关工作概述
        3.2.1 可再生能源在无线网络中的利用
        3.2.2 软件定义无线网络的节能效益
    3.3 无线绿色中继异构网络和能耗模型
        3.3.1 能量模型
        3.3.2 软件定义绿色无线中继网络中可再生能源的稳定性分析
    3.4 基于能源稳定性的动态流表项更新策略
        3.4.1 问题分析
        3.4.2 单绿色中继小区中的动态流表项更新策略
        3.4.3 多中继协作蜂窝小区中的动态流表项更新策略
        3.4.4 数值仿真和分析
    3.5 基于长期能效优化的流表管理策略
        3.5.1 长期能效问题建模
        3.5.2 面向长期能效优化的流管理策略
        3.5.3 数值仿真和分析
    3.6 本章总结
第四章 能效最优的Ant-Q缓存数据流分发策略
    4.1 引言
    4.2 相关工作概述
        4.2.1 节能移动边缘网络缓存
        4.2.2 人工智能算法在网络管理中的应用
        4.2.3 Ant-Q算法研究分析
    4.3 系统模型
        4.3.1 场景分析
        4.3.2 网络模型
        4.3.3 能量模型
    4.4 问题分析与公式描述
        4.4.1 问题分析
        4.4.2 增强学习模型
    4.5 基于Ant-Q的动态缓存策略
        4.5.1 Ant-Q Learning算法
        4.5.2 面向能效的动态边缘缓存分发策略
    4.6 数值仿真
        4.6.1 缓存策略性能
        4.6.2 算法比较
    4.7 本章总结
第五章 能耗最低的边缘虚拟网络构建策略
    5.1 引言
    5.2 相关研究工作
    5.3 移动网络虚拟化和虚拟网构建流程
        5.3.1 移动网络虚拟化
        5.3.2 面向资源优化的虚拟网络构建
    5.4 移动虚拟网络系统模型
        5.4.1 移动虚拟网络场景分析
        5.4.2 虚拟资源模型
    5.5 基于多商品流的虚拟网络构建
        5.5.1 多商品流问题定义
        5.5.2 虚拟网络构建问题分析
        5.5.3 基于多商品流的虚拟网构建模型
        5.5.4 多商品流问题求解
    5.6 数值仿真和分析
        5.6.1 仿真环境和参数设置
        5.6.2 仿真结果和分析
    5.7 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 下一步研究工作
参考文献
附录一 缩略语列表
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]无线协作系统中的HARQ技术和能效增强技术研究[D]. 师晓晔.西安电子科技大学 2013



本文编号：3666048