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分布式无线网络中的资源分配

发布时间: 2023-01-02 11:09:07

A. 异构网络的异构网络中无线资源管理技术

传统意义的无线资源管理包括接入控制、切换、负载均衡、功率控制、信道分配等,而在未来异构网络中,无线资源管理的目标还包括为用户提供无处不在的服务和进行无缝切换,并提高无线资源的利用率。异构网络中无线资源管理是传统无线资源管理的一种扩充。
异构网络中无线资源管理的研究引起了广泛的关注,比较典型的几个无线资源管理模型包括协同无线资源管理、Multi-access无线资源管理(Multi-access RRM,MRRM)和联合无线资源管理。下面分别对这三种无线资源管理方法进行具体的介绍。 3GPP在规范中提出了CRRM的概念,通过CRRM对WCDMA、WLAN和GSM/EDGE等多种RAT进行统一的管理。CRRM中两个主要技术是新发起呼叫的网络选择和漫游呼叫垂直切换的网络选择。在这里每个RAT需要执行呼叫允许接入控制、调度(Scheling)、HHO和局部功率控制(Power Control)。CRRM结构框架如图2.3所示。

每个RRM实体负责监测相应RAT的网络参数和状态信息,并将这些信息周期性发送到CRRM服务器,再由CRRM服务器处理每个网络汇报的数据,并进行分析和处理,最后将决策的结果反馈给每个RRM实体,由这些RRM实体来具体执行对应的决策。
CRRM主要的优点是可以利用负载均衡(Load Balancing,LB)来降低阻塞率和提高无线资源的利用率;根据终端的业务类型为用户选择合适的网络,从而来改善网络的QoS管理功能。 Multi-access无线资源管理是基于三个主要的结构功能模块:集中式的MRRM、分布式的MRRM和终端MRRM,如图2.4所示。

集中式的MRRM一般适用于紧耦合的融合异构网络结构。图2.5给出了集中式的MRRM架构,所谓集中式指的就是每个RAT都归一个集中的RRM控制实体来管理,这个集中的控制实体能够获得所管理区域内的所有RAT的流量、负荷以及阻塞状态等,能够起到对这些网络进行统一的管理。这种结构有一些缺点,例如两个相邻的RAT之间会产生边缘效应,还有不便于扩展,当集中式RRM管理的RATs太多时,难以管理,且效率不是很高。因此出现了分布式的MRRM架构。

如图2.6所示给出了分布式的MRRM架构,分布式的MRRM没有一个不依赖于某一个特定的MRRM实体,相应的功能分散给地位对等的RRM实体。分布式管理可以将系统的目标分配给每个分布式的RRM实体,由它们分担管理和计算的功能,这样可以降低每个节点的计算复杂度。并且系统的可靠性增加了,不会像集中式的MRRM,一旦集中RRM控制实体发生故障,整个系统就发生瘫痪了。这种框架已经在3GPP规范中得到了应用,并应用到了WCDMA和GSM/EDGE构成的异构网络系统。

基于终端的MRRM将MRRM功能和决策交由终端负责,但是这种方式还是需要网络端进行协助,例如每个网络实体需要将自身状态信息提供给每个移动终端,以便进行MRRM决策。 文献 提出了联合无线资源管理方案。该方案的核心概念是业务分离和多重连接。JRRM将业务分成基本部分和增强部分,前者由大覆盖范围的RAT来传送,例如UMTS。JRRM的目标是通过利用中心控制器来管理所有子网的容量,为不同RAT之间提供智能互联。JRRM框架与CRRM结构非常类似,但是JRRM并不仅仅局限于UMTS和GSM。此外,JRRM通过一些改变和附加特点弥补了CRRM方案。一种超紧耦合方式允许联合、管理网络与终端之间的业务流,因此联合无线资源规划和允许接入控制需要最优化频谱效率、处理不同的业务类型和QoS约束以及自适应的规划业务等。特别的是通过多重接入来利用业务分割来获得最优QoS,多重接入指的是一个终端可以同时接入到多个无线网络,从而可以将业务流分割成多个子业务流,分别通过不同的RAT来异步传送。
如图2.7中所示,JRRM结构是基于不同RATs同时覆盖的假设,每个RAT需要保证用户流量接口(User Traffic Interface,IU)、监测功能、业务调度(Traffic Schele,TRSCH)、负荷控制(Load Control,LODCL)、接入允许控制(Session Admission Control,SAC)等功能相互高效工作。业务估计模块(Traffic Estimation mole,TREST)通知每个允许接入的会话或呼叫进行接入控制,去更新每个连接的优先级信息和接入允许决策。

B. 无线通信网中,频谱资源的分配是由什么完成的

频谱资源,依据《中华人民共和国物权法》的解释是属于国家所有,关于无线通信网中的划分,由一个专门的简称为”无线电频谱划分法“来规定的完成的。其中涉及的国家安全和日常正常秩序的问题,在此不再多谈了。
仅此给出一个方向性的解说。

C. LTE中资源分配

有集中式和分布式

D. 两个无线AP信号重叠的部分,资源是怎么分配的在重叠部分用无线上网会不会有冲突谢谢!

如果一个公司完全无线网络覆盖,在两个无线AP信号重叠的部分会不会出现冲突?
看你如何设置AP,只要是如何设置信号,如果周围没有其他信号的话,一般将两个AP的信道设置1、6、11其中之二即可,另外如果两个AP的SSID是一样,就得配置一个AP间漫游的临界值了。
它们的资源是怎样分配的?
两个AP之间如果信道隔离的话,资源是独立的,也就是1+1=2,如果不隔离的话,是相互干扰的,也就是1+1<<1。

E. 家庭分布式无线局域网布设有哪几种方式

考虑大面积和复杂户型的Wi-Fi组网,学名叫 WLAN (Wireless Local Area Network,无线局域网),现在常用的主要有这么几种方案:

  1. 单一大功率胖AP(Access Point,胖AP可以当做一般的家庭无线路由器)覆盖,信号可能存在盲区
  2. 多个胖AP且不存在AC(Access Point Controller,无线接入点控制器)时,这种场景常见于家庭有多个无线路由器/或路由器+多个无线中继器,无AC的后果是AP之间没有协商,用户移动时存在漫游问题(注:某些型号的路由器+多个无线中继器支持漫游,这是软件实现的AC功能):
    1. 多AP中继(无AC):多个胖AP/或AP与中继器之间通过WDS(Wireless Distributed System,无线分布式系统)中继或桥接功能,扩展无线网络覆盖范围;
    2. 多AP组网(无AC):多个胖AP之间设定相同的SSID(Specific Service Set Identifier,无线热点名称,就是我们通常能搜索到的Wi-Fi名)和密码/加密方式,配置不同的无线信道进行交叉覆盖;
  3. AC+瘦AP结构(瘦AP一般是指终端控制和IP分配等管理功能,emmm 一般的家用路由器都不是瘦AP),这里AC可能是单独的一台物理设备,也可能是通过软件实现的虚拟AC。存在AC的网络都可以解决漫游问题,但是性能会根据支持协议和终端厂家适配方案有所不同,常见组网方案有这几种:
    1. 传统拓扑结构:特点是网络结构固定,需要在部署时规划布线,AP通常连接有线网络与AC(或虚拟AC)之间单跳直连,优点是延迟低,速度快,缺点是可能需要走线;
    2. Mesh拓扑结构(有线+无线等多种混合回传方式):优势是支持无线自组、与AC(或虚拟AC,虽然他们不叫AC)之间多跳连接,因此支持自适应负载均衡、回传路径选择,网络规划简单,不需要考虑如何与AC直连,缺点是无线多跳之后延迟高,如果产品没有单独的mesh频段,可能存在无线降速;
  4. AC+AP+分布式天线/或者中心AP+分布式天线结构,主要是考虑把射频天线与数据处理模块分离,这部分以华为敏捷分布式无线覆盖方案为代表,优点是漫游最稳定,但是性能与规划和施工方案严重关联。


这几种方案(除了Mesh以外),基本上是按照部署难度越来越高来排序的。

F. 无线网络怎么分配

1 首先打开控制面板,在开始菜单中打开。
2 打开控制面板之后,找到网络和共享中心这个选项,然后打开。
3 打开网络和共享中心之后,里面有详细的关于网络连接方面的信息。点击中部的设置新的连接这样一个蓝色的链接。
4如果电脑上以前有网络连接,如果是重新设定一个无线网络连接,就选第一个选项,否,创建一个新的连接。然后点击下一步。
5 在选择连接方式这个页面中,如果有无线网络,就会在下面的列表中显示出一个无线连接的选项。用鼠标点击一下这个选项,然后点击确定。
6 点击确定之后,回到系统托盘处,找到网络连接的图标,然后打开,选择连接,点击之后将出现下面这样一个设定无线网络的选项,输入网络名和安全密钥,点击确定就可以了。
7 此时,无线网络连接就设置好了,现在就可以用无线网络来上网了。

G. 什么是分布式计算机网络

在这种网络中,不存在一个处理和控制中心,网络中任一结点都至少和另外两个结点相连接,信息从一个结点到达另一结点时,可能有多条路径。同时,网络中各个结点均以平等地位相互协调工作和交换信息,并可共同完成一个大型任务。分组交换网、网状形网属于分布式网络。这种网具有信息处理的分布性、可靠性、可扩充性及灵活性等一系列优点。因此,它是网络发展的方向。 分布式系统的平台已经成为一个链接某个组织的各个工作组、部门、分支机构和各个分部的企业网络。数据不是在一台服务器上,而是在许多台服务器上;这些服务器可能位于多个不同的地理区域,并用WAN链路相连接。 图D-26说明了从昂贵的集中式系统向可大批量安装的低成本的分布式系统发展的趋势。在20世纪80年代末、90年代初,分布式系统由数量庞大的桌面计算机组成,而如今,因特网和Web技术已经大大扩展了分布式系统的概念。根据3Com论文的说法,Web是一个“大规模分布的系统集合”,它由数不胜数的节点组成,这些节点范围从服务器到便携式计算机和无线PDA,更不用说那些无需人工干预基本上就能够彼此对话的嵌入式系统了。 TCP/IP提供了一个网络无关的传输层。 Web客户机和服务器消除了对平台和操作系统的依赖性。 组件软件(Java、ActiveX)消除了与购买和安装软件相关的争论。 XML使数据独立于软件。 用Web技术构建的网络(如内联网和因特网)是真正的高级分布式计算网络。Web技术为分布式计算添加了一个新的维度。Web服务器为具有Web浏览器的任何一台客户机提供了通用的访问方法。计算平台和操作系统的类型变得无关紧要,而无限制的通信和信息交换却占据了主导地位。 最近的分布式计算项目已经被用于使用世界各地成千上万位志愿者的计算机的闲置计算能力,通过因特网,您可以分析来自外太空的电讯号,寻找隐蔽的黑洞,并探索可能存在的外星智慧生命;您可以寻找超过1000万位数字的梅森质数;您也可以寻找并发现对抗艾滋病病毒的更为有效的药物。这些项目都很庞大,需要惊人的计算量,仅仅由单个的电脑或是个人在一个能让人接受的时间内计算完成是决不可能的。 分布式环境具有一些很有趣的特征。它利用了客户机/服务器计算技术和多层体系结构。它可将处理工作分布在多个不很昂贵的系统上,从而减轻了服务器处理许多任务的工作量。数据可以通过有线或无线网络从许多不同的站点上进行访问。可以将数据复制到其他系统以提供容错功能,并使其更接近于用户。对数据进行分布可以使数据免遭本地灾害的破坏。 分布式环境需要下列组件: 支持多供应商产品和通信协议的网络平台。TCP/IP成为实际使用的标准协议。 用于在客户机和服务器之间交换信息的应用程序接口,如RPC(远程过程调用)、消息传递系统或Web协议。 用来跟踪资源和信息及其所处位置的目录命名服务。 可支持分区和复制以便对数据进行分布并确保数据的可用性、可靠性和保护的文件系统和数据库。 用于使信息更接近于用户并使通过远距离链路传输信息所需时间最小化的高速缓存方案。 安全功能(如身份验证和授权)以及不同位置的系统之间的信任关系。 如前所述,Web是最基本的分布式计算机系统。您可以访问全世界的Web服务器,这些服务器提供了近乎无限的丰富内容。您可以利用目录服务来查找站点。搜索引擎对整个Web上的信息进行分类,并使您可以对其进行查询。高速缓存技术和“内容分布”正在使信息与用户的距离越来越近。 大规模分布系统 3Com有一篇论文,名为“Massively Distributed Systems”,是由Dan Nessett撰写的。该论文谈到了从高成本的集中式系统向低成本分布式的高单元容量的产品发展的趋势,向大规模分布的系统发展的趋势,这些大规模分布系统无处不在并且其运行常常超出人们的正常的知识范围。对于那些想了解分布式计算发展趋势的人们,建议最好阅读一下这篇论文。 Nessett探讨了两种分布式处理方法。一种方法是将数据移到边缘处理器,正如Web和基于Web的文件系统那样。另一种方法是先有处理过程再接收数据,正如活动联网和Java应用小程序那样(如对象在分布式系统中移动,同时携带代码和数据)。如果对象主要包含数据,则它会更接近于再进行处理。如果对象主要包含代码,则它更接近于先有处理过程再接收数据。然而,另一种方法是利用瘦客户机,这种方法是用户在与服务器连接的图形终端进行工作,这些服务器执行所有处理工作并存储用户的数据。 万维网是由欧洲粒子物理实验室(CERN)研制的基于Internet的信息服务系统。WWW以超文本技术为基础,用面向文件的阅览方式替代通常的菜单的列表方式,提供具有一定格式的文本、图形、声音、动画等。它是一个充满着对象的大规模分布的系统,其中各个Web站点所包含的文档都同时包含有对象和对其他对象的索引。 Nessett谈到了要使大规模分布的对象呈现给缺乏技术的用户为何需要新的接口。一个例子是在用户可浏览的虚拟空间中表示这些对象,就好像在三维世界中漫游一样。 分布式和并行处理 分布式计算技术的一个方面是能够在多台计算机上并行运行若干个程序。以分布式计算技术为基础,基于构件的系统体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。现在主要有两种分布式计算技术的标准,一个是以OMG组织为核心的CORBA标准,另一个是以微软为代表的基于DCOM的ActiveX标准。近年来,OMG组织在CORBA 标准的制定和推广方面付出了巨大的努力,同时许多CORBA标准的产品也在逐渐成熟和发展;同时由于微软在操作系统方面的绝对统治地位,ActiveX标准在Windows系列平台上显得更加实用,相应的工具也更加成熟。 分布式并行处理技术是最适合于在通过LAN或因特网连接的计算机之间发生的多道处理技术;而专用并行处理则是最适合于在本地通过高速接口挂接的系统上发生的多道处理技术。 多个计算机系统间的分布式并行处理需要有一个权威性的调度程序,用来决定何时何地运行程序的一些部分。任务分布可以实时进行,也可以按比较缓和的任务安排来进行。例如,分布式处理已经在破译加密消息上得以使用。Distributed.net项目就是雇用数千名用户和他们的计算机来破译密码的。用户收到一个小程序,该程序可与Distributed.net的主系统进行通信,该系统向用户分布要解决的部分问题。当用户的计算机空闲时该程序即会运行。然后在完成后将其结果返回给主计算机。最后,主计算机对所有计算机提交的全部结果进行编译。Distributed.net宣称,它的用户网拥有“世界上最快的计算机”。 HTC(高吞吐量计算)环境是由许多工作站组成的大集合环境,通常称之为“网格环境”。Globus项目就是一个HTC项目,它可以帮助科研人员利用工作站和超级计算机池中的空闲周期。

H. 无线资源管理的具体研究内容详述

在移动通信系统中,近地强信号抑制远地弱信号产生“远近效应”。系统的信道容量主要受限于其他系统的同频干扰或系统内其他用户干扰。在不影响通信质量的情况下,进行功率控制尽量减少发射信号的功率,可以提高信道容量和增加用户终端的电池待机时间。传统的功率控制技术是以语音服务为主,这方面的研究已经相当多,主要涉及到集中式与分布式功率控制、开环与闭环功率控制、基于恒定接收与基于质量功率控制。目前功率控制的研究集中在数据服务和多媒体业务方面,多为综合进行功率控制和速率控制研究。功率控制和速率控制两者的目标基本上是互相抵触的,功率控制的目标是让更多的用户同时享有共同的服务,而速率控制则是以增加系统吞吐量为目标,使得个别用户或业务具有更高的传输速率。如何满足用户间不同的QoS要求和传输速率,同时达到公平性和高吞吐量的双重目标,是目前较为热门的课题。
用在电路交换网络的功率控制技术已不能适应IP传输和复杂的无线物理信道控制,当IP网络成为核心网络,如何在分组交换网络进行功率控制就成为功率控制研究的主要内容。针对基于突发模式(Burst-mode)功率控制的通信网络的研究和连续突发模式(Burst-by-burst)的通信系统的设计已引起很大的注意。结合功率控制和其他新技术,如智能天线、多用户检测技术、差错控制编码技术、自适应编码调制技术、子载波分配技术等方面的联合研究,提高系统容量也是比较热门的研究课题。 在无线蜂窝移动通信系统中,信道分配技术主要有3类:固定信道分配(FCA)、动态信道分配(DCA)以及随机信道分配(RCA)。 FCA的优点是信道管理容易,信道间干扰易于控制;缺点是信道无法最佳化使用,频谱信道效率低,而且各接入系统间的流量无法统一控制从而会造成频谱浪费,因此有必要使用动态信道分配,并配合各系统间做流量整合控制,以提高频谱信道使用效率。FCA算法为使蜂窝网络可以随流量的变化而变化提出了信道借用方案(Channel borrowing scheme),如信道预定借用(BCO)和方向信道锁定借用(BDCL)。信道借用算法的思想是将邻居蜂窝不用的信道用到本蜂窝中,以达到资源的最大利用。
DCA根据不同的划分标准可以划分为不同的分配算法。通常将DCA算法分为两类:集中式DCA和分布式DCA。集中式DCA一般位于移动通信网络的高层无线网络控制器(RNC),由RNC收集基站(BS)和移动站(MS)的信道分配信息;分布式DCA则由本地决定信道资源的分配,这样可以大大减少RNC控制的复杂性,该算法需要对系统的状态有很好的了解。根据DCA的不同特点可以将DCA算法分为以下3种:流量自适应信道分配、再用划分信道分配以及基于干扰动态信道分配算法等。DCA算法还有基于神经网络的DCA和基于时隙打分(Time slot scoring)的DCA。最大打包(MP)算法是不同于FCA和DCA算法的另一类信道分配算法。DCA算法动态为新的呼叫分配信道,但是当信道用完时,新的呼叫将阻塞。而MP算法的思想是:假设在不相邻蜂窝内已经为新呼叫分配了信道,且此时信道已经用完,倘若这时有新呼叫请求信道时,MP算法 (MPA)可以将两个不相邻蜂窝内正在进行的呼叫打包到一个信道内,从而把剩下的另一个信道分配给新到呼叫。
RCA是为减轻静态信道中较差的信道环境(深衰落)而随机改变呼叫的信道,因此每信道改变的干扰可以独立考虑。为使纠错编码和交织技术取得所需得QoS,需要通过不断地改变信道以获得足够高的信噪比。 以语音业务为主的呼叫准入控制决定是否接受新用户呼叫是相当简单的问题,在基站有可用的资源时即可满足用户的要求。在CDMA网络中,使用软容量的概念,每个新呼叫的产生都会增加所有其他现有呼叫的干扰电平,从而影响整个系统的容量和呼叫质量。因此以适当的方法控制接入网络的呼叫显得比较重要。第3代及未来移动通信系统要求支持低速话音、高速数据和视频等多媒体业务,因此呼叫准入控制也就变得较为复杂。 未来移动通信系统中呼叫准入控制的要求是:在判决过程中,使用网络计划和干扰测量的门限,任何新的连接不应该影响覆盖范围和现有连接的质量(整个连接期间),当新连接产生时,呼叫准入控制利用来自负荷控制和功率控制的负荷信息估计上、下行链路负荷的增加,负荷的改变依赖于流量和质量等参数,若超过上行或下行链路的门限值,则不允许接入新的呼叫。呼叫准入控制算法给出传送比特速率、处理增益、无线链路发起质量参数、误码率(BER)、信噪比(Eb/No)和信干比(SIR)。呼叫准入控制管理承载映射、发起强制呼叫释放、强制频率间或系统间的切换等功能。
目前正在研究的呼叫准入控制算法主要有以下几类:基于QoS的呼叫准入控制算法,该算法对接入的呼叫业务进行分类,如分为实时性业务和非实时性业务,然后再分别对其执行不同的呼叫连接;交互式呼叫准入控制算法;基于等效带宽的呼叫准入控制算法;基于容量的呼叫准入控制算法;基于功率的呼叫准入控制算法;分布式呼叫准入控制算法等。
随着未来移动通信系统对数据、图像、视频等多媒体业务的支持,其业务的传输速率也越来越高,这就要求研究新的适合于高速移动通信系统的呼叫准入控制算法。此外,在考虑移动通信系统的呼叫准入控制时,拥塞控制策略也是通常需要考虑的一个方面,因此常将呼叫准入控制与拥塞控制进行结合研究。 传统的Internet网络提供是“尽力而为”(Best effort)服务,IP层无法保证业务的QoS要求,端到端QoS保障要通过传输控制协议(TCP)层来实现。尽管TCP层可以保障一定的QoS,如减少分组丢失率,但是仍无法满足高实时性要求的图像、视频等多媒体业务在无线系统中传输的端到端QoS要求。而且未来移动通信系统的核心网络将是基于IP的网络,这就给如何在移动Internet网络上为未来高速多媒体业务提供可靠的端到端QoS要求提出了新的问题。 目前对移动IP业务的服务质量(QoS)的保证方法,大多没有考虑到端到端QoS保证。下一代高速无线/移动网络要求能够接入Internet、支持各种多媒体应用并保证业务的 QoS。但由于用户的移动性和无线信道的不可靠性,使得QoS保证问题比有线网络更复杂。传统IP网络无法保证用户业务的QoS,这已经成为Internet向前发展的巨大障碍,为此IETF为增强现有IP的QoS性能提出了两种典型的保障机制即:综合业务/资源预约协议 (InterServ/RSVP)和区分业务(DiffServ)。
在无线网络中,传统的流量控制并不适应用来提供QoS 保证,因为会把无线信道传输过程中的分组丢失当作网络拥塞来处理。UMTS定义了4类QoS类型,即对最大传输迟延有严格的要求的会话类别,对端到端数据流的迟延抖动有一定要求的流类别,对往返延迟时间有要求的交互式类别,对延迟敏感性要求很低的后台类别。网络根据不同QoS类型的业务分别为其分配不同信道资源。此外还有其他几种解决QoS的算法,如无线链路层解决方案、TCP连接分离方法、TCP迭加解决方案、套接口/网关解决方案等。
有关自适应编码调制、无线资源预留等其他无线资源管理方面的研究内容也在进一步的研究和探讨中 。