（计算机应用技术专业论文）无线移动网络中qos保证关键技术的研究.pdf

摘要 二十世纪末，信息通信领域的一个突出特点是无线移动通信技术及因特网的迅速发展。人类对自由、 个性化通信的追求推动了无线移动通信技术的发展，无线移动通信网与因特网的融台是一个必然的发展趋 势，移动性支持成为下一代因特网的重要特征之一。 与有线通信网络相比，无线移动通信网的主要特点是无线资源的缺乏及用户的移动，使得这种网络环 境下的q o s 保证比有线网络中要困难的多，因此，在无线移动网络中提供具有q o s 保证的多媒体服务成 为当前研究的热点之一。 本论文研究无线移动网络中q o s 保证的关键技术，重点研究用户发生移动后如何向多媒体应用继续提 供端到端的q o s 保证，以单跳的无线移动网络为研究对象。我们首先对无线移动网络中q o s 保证相关研 究成果进行回顾，对存在的问题进行了分析，以此作为本论文的研究基础：在高性能计算机网络体系结构 及下一代因特网体系结构已有研究成果的基础上，提出了一种基于移动的因特网体系结构框架模型，从体 系结构角度对无线移动网络中端到端q o s 保证需要解决的关键技术问题进行了层次划分，主要包括移动管 理、无线资源管理以及移动q o s 协议这三个方面，论文的后续章节主要围绕这几个方面进行研究。 在移动管理方面，提出了一种支持无缝切换的移动管理协议，移动主机无论发生域内域间切换都可以 在很短的时间内完成，并使用p e t r i 网对主机的切换过程进行了形式化描述和验证：无线资源管理是本论文 的研究重点，针对非弹性多媒体应用，引入微观经济学理论的价格激励机制，通过网络资源价格的动态调 整来引导用户对网络资源的使用，从而达到在应用流量高峰期间平缓流量到达率、避免网络发生拥塞的目 的；针对弹性多媒体应用，采用自适应的接纳控制机制和带宽适应方案，在多媒体应用的最低q o s 需求得 到满足的前提下，连接级q o s 性能得到提高，且网络资源利用率较高：在移动q o s 协议方面，以i n t s e r vo v e r d i f l l 3 e r v 作为本论文的研究基础，提出一种高效的r s v p 路径快速切换方案。 最后对本论文的工作进行了总结，指出了需要进一步研究的内容和方向。 本论文对移动网络环境下多媒体服务的q o s 保证进行了研究，研究结论可以应用于当前基于d 的无线 ，移动网络中q o s 服务的提供，对将来的研究同样具有很大的借鉴意义。 关键词：无线移动网络，q o s 保证，移动管理，无线资源管理，移动q o s 协议，微观经济学。 分类号：t r 3 9 3 a b s t r a c t a tt h ee n do fl a s tc e n t u r y , as i g n i f i c a n tf e a t u r ei ni n f o r m a t i o nc o m m u n i c a t i o na r e ai st h er a p i dd e v e l o p m e n to f w i r e l e s s m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c l m o l o g m sa n di n t e r a c t h u m a ni se a g e rf o ru n r e s t r i c t e da n dp e r s o n a l i z e d c o m m u n i c a t i o n ，w h i c hp r o m o t et h ep r o g r e s so fw i r e l e s s m o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e s i ti si n e v i t a b l et h a t w i r e l e s s m o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k sc o m b i n ew i t hi n t e m e t ，a n dm o b i l i t ys u p p o r th a sb e c o m eo n eo ft h e d i s t i n c t i v ef e a t u r e si nn e x tg e n e r a t i o ni n t e r n e t c o m p a r ew i t hw i r e dn e t w o r k s ，s c a r e i t yo fw i r e l e s sl i n kb a n d w i d t ha n du s e rm o b i l i t ya r em a i nf e a t a r e so f w i r e l e s s m o b i l en e t w o r k s ，w h i c hm a k eq o sg u a r a n t e ei sm u c hm o r ed i f f i c u l tt h a nt h a to fw i r e dn e t w o r k s ，a n do n e o f t h er e s e a r c hh o t s p o t si nw i r e l e s s m b i l en e t w o r k si st op r o v i d eq o sg u a r a n t e et om u l t i m e d i aa p p l i c a t i o n t b i sp a p e rr e s e a r c h e st h ek e yt e c h n o l o g i e so fq o sg u a r a n t e e i n gi nw i r e l e s s m o b i l en e t w o r k s ，e s p e c i a l l yw h e n u s e rm o v e s ，a n dt a k e s “s i n g l eh o p ”w i r e l e s s m o b i l en e t w o r ka st h er e s e a r c ho b j e c t f i r s t l y , w er e v i e ws o m er e s u l t s r e v e l a n tt oq o sg u a r a n t e e i n gi nw i r e l e s s m o b i l en e t w o r k s ，a n da n a l y s i se x i s t i n gp r o b l e m sa st h er e s e a r c h f o u n d a t i o no ft h i sp a p e r ；o nt h eb a s eo fc u r r e n te f f o r t so nh i g hp e r f o r m a n c ec o m p u t e rn e t w o r ka r c h i t e c t u r ea n d n e x tg e n e r a t i o ni n t e r a c ta r c h i t e c t u r e ，w ep r o p o s eam o b i l e - b a s e di n t e m e ta r c h i t e c t u r ef r a m e w o r k ，f r o mt h ev i e wo f n e t w o r ka r c h i t e c t u r e ，w eb r e a ku pe n d - t o e n dq o sg u a r a n t e e i n gi n t os e v e r a lk e yt e c h n o l o g i e s ，w h i c hi n c l u d e m o b i l i t ym a n a g e m e n t 、w i r e l e s sr o s o c em a n a g e m e n ta n dm o b i l eq o sp r o t o c o l s a tt h ea s p e c to fm o b i l i t ym a n a g e m e n t ，t h i sp a p e rp r o p o s eai pm o b i l i t ym a n a g e m e n tp r o t o c o ls u p p o r t i n g s e a r r d e s s l yh o n d o i f , a n dd e s c r i b em o b i l eh o s t sh a n d o f fp r o c e s sf o r m a l l yb yp e t r in e t ；w i r e l e s sr e s o u r c e m a n a g e m e n ti st h ee m p h a s i so ft h i sp a p e r , f o rn o n e l a s t i cm u l t i m e d i aa p p l i c a t i o n ，w ei n t r o d u c ep r i c ei n c e n t i v e m e c t m i s mo fm i c r o e c o n o m i ct h e o r y 豳w i r e l e s sr e s o u r c em a n a g e m e n t d y n a m i c a l l ya d j u s tt h ep r i c eo fn e t w o r k r e s o u r c e w h i c hc a na f f e c tt h eu s eo f n e t w o r kr e s o u r c ea n ds m o o t ht h et r a f f i ca r r i v er a t ed u r i n g1 t l s hh o u rt oa v o i d c e l lc o n g e s t i o n ；f o re l a s t i cm u l t i m e d i aa p p l i c a t i o n ，w ea d o p ta d a p t i v ea d m i s s i o nc o n t r o lm e c h i n i s ma n db a n d w i d t h a d a p t a t i o ns c h e m e ，o nt h ep r e m i s eo fa p p l i c a t i o n sl e a s tb a n d w i d t hd e m a n dc a nb em e t ，a c h i e v eb e a e rc o n n e c t i o n l e v e lq o sa n dr e s o u r c eu t i l i z a t i o n ；a tt h ea s p e c to fm o b i l eq o sp r o t o c o l s ，o nt h eb a s eo fi n t s e r vo v e rd i f i b e r r , w e p r o p o s ea i le f f i c i e n tr s v pp a t hf a s th a n d o f f s c h e m e f i n a l l y w ec o n c l u d eo n t l e $ e a r c h w o r k s a n d p u t f o r w a r d p o s s i b l e f u t u r er e s e a r c h d i r e c t i o n s t h i sp a p e rf o c u s e so nt h eq o sg u a r a n t e eo f m u l t i m e d i as e r v i c e si nm o b i l en e t w o r k s ；r e s e a r c hc o n c l u s i o n sa r e a p p l i e dt ot h ep r o v i s i o no fq o ss e r v i c e si nw i r e l e s s m o b i l en e t w o r k s ，a n dh a v eg r e a tr e f e r e n c ev a l u et ot h ef a r t h e r r e s e a r c h k e y w o r d s ：w i r e l e s s m o b i l en e t w o r k s ，q o sg u a r a n t e e ，m o b i l i t ym a n a g e m e n t ，w i r e l e s sr e s o u r c e m a n a g e m e n t , m o b i l eq o sp r o t o c o l ，m i c r o - e c o n o m i ct h e o r y i i 东南大学博士学位论文 论文插图索弓 图2 1 论文研究的网络模型7 图2 2u m t s 全i p 体系结构8 图2 3m w i f 的体系结构框架9 图2 4 异构无线网络的互联9 图2 5m o b i l ei p 工作过程1 0 图2 62 类微观移动协议工作方式比较l 2 图2 7g c 方案小区状态转换图1 3 图2 8 动态方案小区状态转换图一1 4 图2 9s c 的概念1 5 图2 1 02 类应用资源分配方案1 7 图2 1 l 基于隧道的r s v p 协议1 9 图2 1 2 基于流透明的r s v p 2 0 图2 1 3 混合的移动q o s 支持方案2 2 图3 1 基于移动的因特网2 8 图3 2i m i a 框架模型2 8 图3 3i e t fq o s 管理协议体系结构3 0 图3 4 应用切换过程中的q o s 机制3 l 图4 1 通用的移动管理模型3 6 图4 2 切换模型3 7 图4 3 快速平滑切换3 9 v i i i 目录 图4 4m h 切换注册过程“4 0 图4 5 扩展的移动代理通告报文4 l 图4 6 扩展的域间切换区域注册报文 图4 7 基于e h m i p 协议的切换处理流程4 2 图4 8e p i m i p 协议的p t 网描述4 3 图4 9 仿真实验网络拓扑一4 4 图4 1 0 分组丢失仿真结果4 4 图4 1 1 蜂窝网络结构4 5 图4 1 2m l l 状态转换图一4 5 图4 1 3 基于e 删i p 与h m i p 注册信令开销之比4 7 图4 1 4 基于e 鼬 i p 与h m i p 切换延迟之比4 8 图4 1 5 唧切换概率与注册开销的关系4 8 圈4 1 6m h 切换概率与切换延迟的关系4 8 图5 i 无线资源管理系统组成5 3 图5 。2 小区状态变迁图5 4 图5 3 新连接请求接纳的不公平性5 8 图5 4p l “( o ) 的下界与p 的关系一6 0 图5 5 网络资源分配的市场框架模型6 1 图5 6 系统模型6 3 图5 7 两级接纳控制模型6 4 图5 8 小区状态变迁7 0 圈5 9 接纳控制和资源预留工作流程7 0 图5 i 0h d p 的测量周期7 0 i x 东南大学博：b 学位论文 图51 1 n - 7 2 图5 l 2 无价格控制的流量到达和接纳情况7 3 图51 3 无价格控制方案的s 。7 3 图5 1 4 使用价格控制方案流量到达情况7 3 图5 1 5 使用价格控制方案的蕊s 7 4 图51 6 流量负载与价格的关系7 5 图5 1 7 h d p 与资源预留值的关系- 7 5 图6 i 自适应多媒体应用框架模型7 9 图6 2 无线移动踺络自适应的q o s 框架8 0 图63 自适应的接纳控制算法8 4 图6 42 维m a r k o v 模型状态转换图8 4 图6 5 自适应的实时非实时应用性能比较8 6 图6 6 自适应的接纳控制与资源预留方案性能比较8 8 图6 7d n 一对实时应用和非实时应用h d p 的影响8 9 图68 利润最大的带宽适应算法9 l 图6 9 选择操作伪码9 2 图6 1 0 交叉和变异9 2 图6l l 交叉变异算法9 3 图61 2 基于遗传算法的带宽适应方案9 4 图6 1 3o - b a a 与g a b a a 利润值比较9 5 图6 1 4g a b a a 与d - n a a 利润值比较( d = 2 ) 9 6 图6 1 5 带宽效用函数9 7 图61 6 弹性应用效用函数曲线9 8 图6 1 7m p e g 一2 多媒体应用效用函数曲线9 8 x 目录 图6 1 8 改进前后遗传算法性能比较i 0 0 图7l2 一阶段的r s v p 路径切换过程一1 0 8 图7 2r s v p 路径扩展算法伪码1 0 9 图7 3r s v p 路径优化算法伪码1 l o 图7 4 扩充的o s p f 路由袭1 1 2 图7 53 种方案切换性能比较( q = 2 ) 1 1 3 图7 62 - 阶段方案不同q 值切换性能比较一1 1 4 x i 东南大学博士学位论文 论文表格索弓 表5 1 不同方案利润值比较7 5 表6 1 实验参数9 5 表6 2 不同群体规模利润值比较9 6 表6 3 不同w 1 、w 2 利润值比较一1 0 0 表6 4 不同w l 、w 2 公平性比较1 0 0 表7 13 种方案平均性能比较1 1 4 表7 22 - 阶段方案不同n 值平坶| 生能比较“1 1 4 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：羔重垒日期：咝星妒 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：兰：篁：i 垒导师签 4 研究生签名：盘兰：蔓导师签 期： 9 弦 第一章前言 第一章前言 计算机网络的兴起与发展将人类带进信息社会，对自由通信的追求和向往为无线通信技术的发 展提供了巨大的动力。无线移动通信网络的出现使人们摆脱了时间和空间的束缚，实现了人类个 性化、金球化信息交换的梦想，它不仅改变了人们的工作和生活方式，同时，对社会和经济也产 生了深刻的影响。 1 1 立题背景和论文目标 从上世纪9 0 年代以来，个人通信系统( p c $ ) 得到迅速的发展。一方面，无线通信技术以极快的 速度发展，在无线个入网肿p 枨，侧如i e e e 8 0 2 1 5 ) 、无线局域网国l 州，铡如i e e e b d 2 i i ) 、无线 城域网( 附a n ，例如i e e e s 0 2 1 6 ) 、无线广域网( 例如o s m 、g p r s 、c d i a 一1 x 、l n t s ) 和覆盖全球的卫 星通信网等方面都取得了巨大的成果，可以提供越来越高的带宽和越来越大的容量；另一方面， 随着半导体和集成电路技术、计算机技术的发展，各种便携计算设备( 例如笔记本电脑、掌上机、 p d a 等) 的体积不断减小，处理能力不断提高。两者的结合推动了移动计算( m o b i l ec o m p u t i n g ) 技 术及个人通信系统的发展”1 。与此同时，因特网也得到了飞速的发展，基于因特网的各种新型服务 层出不穷，可以承载文本、音频、视频等多媒体应用，使其成为信息的源泉以及信息传输和服务 的平台。因特网从原来的科研网络逐渐转变为具有商业性质的通信平台，这推动了因特网环境下 服务体系结构的研究。为了向用户提供具有q 0 s 保证的服务，i e t f 制定了2 种q o s 服务体系结构： i n t s e r v 和d i f f s e r v 。”。 随着便携计算设备处理能力的增强、无线通信技术的发展及成本的降低，无线移动通信网与 因特网的融合成为一个必然的发展趋势。一方面无线移动通信网的进一步发展需要因特网的支 撑：另一方面，因特网个人连接铯力的增强也需耍与移动通信技术相结合，利用移动通信这一有 效连接手段，实现个性化全球化的个人通信。无线移动通信网络将成为全球通信基础设施的有 机组成部分，越来越多的用户将通过无线移动终端对因特网进行访问。 随着移动通信网与因特网的融合，将会有越来越多的应用。例如电子m 件、w e b 浏览、视频、 音乐、游戏等在移动终端上运行，并产生了一些新的服务，例如位置相关的服务等。这些多媒体 应用对网络提出了严格的要求”1 ，支持多媒体应用的关键是提供端到端q o s 保证，目前在有线网络 中关于多媒体应用的q o s 提供已有大量的研究成果“。 东南大学博士学位论文 下一代无线通信网络将聚合多种无线通信技术，目前在异构无线网络系统的互联方面已有大量 的研究成果，以i p 协议作为公共的通信平台已经成为事实上的标准。向移动用户提供因特网服 务成为一种新型的商业模式。为使移动用户获得与固定用户相同的q o s ，无线移动网络中的q o s 保证成为当前的研究热点之。 与有线通信系统相比无线移动通信系统具有2 个显著的特点：( 1 ) 无线通信链路带宽资源的 映乏及其高度的动态性。受干扰、多路衰减、大气条件等因素的影响，无线信道通信质量较差。 宽带有线网络传输速率达到g b p s t b p s ，链路质量( b e r ) 在1 0 一1 0 “之间，而无线链路传输速率 在k b p s 训o p s 之间b e r 在1 0 l o 。之间。随着无线通信技术的发展，无线链路的通信速率和通 信质量会不断提高“：( 2 ) 用户的动态性。有线网络中，在应用会话生存期间用户一网络接口( u n i ) 是固定的，而在无线网络中，应用会话生存期间用户可能从一个连接点切换到另一个连接点，不 同子网之间的切换导致移动主机( m h ) 路由的变化。 无线移动网络的这2 个特点对多媒体应用端到端q o s 保证提出了严重的挑战a “活动的 ( a c t i v e ) 移动用户发生切换后，为了维持应用的q o s ，需要解决以下几个关键技术问题，一是 m i 发生切换后耍能够快速更新路由，恢复数据的传输：= 是要保证m h 切换到新的小区( c e l l ) 后能 够得到足够的无线资源；三是保证更新的路由能够满足应用连接的q o s 需求。另外，无线移动网 络还面临着个性化服务的提供、移动用户的管理等问题。这些问题归根结底取决于计算机网络是 否具有有效的服务提供、资源控制和用户管理等功能，然而这几大功能仍然是困扰当今计算机网 络的几大难题1 ，解决这些问题的方案之一是构造具有服务定制、资源控制和用户管理能力的、 基于构件的高性能计算机网络体系结构i 。本论文主要对无线移动网络中的资源控制进行研究， 主要目标是向移动的、正在进行( o n g o i n g ) 的多媒体服务提供q o s 保证，确保移动主机发生切换 后应用的q o s 能够继续维持，使用户在无线移动网络中得到的服务质量与有线网络中的相当。 1 2 论文研究对象及主要研究内容 无线通信网络通常分为2 种类型，一种是有基础设施的无线通信网络，如蜂窝通信系统，它由 移动节点、固定基站和有线主干网组成，移动节点与基站之间的连接是“一跳”的，因此叉被称 为单跳无线阿络。当移动节点离开原来基站的覆盖范围进入新的基站范围时，将发生一个“切换” 过程。另一种无线网络是移动a dh o c 网络，也称移动自组织网络”2 1 。移动a dh o c 网络是由一 组带有无线收发装置的移动节点组成的一个“多跳”的、| 缶时性的自治系统，整个网络没有固定 的基础设臆，也没有固定的路由器，所有节点都是移动的。由于无线信号覆盖的范围有限，端到 2 第一章前言 端的数据传输需要通过其它移动节点的中继。本论文以有基础设施的无线通信网络为研究对象 其中无线网络一般作为访问网络出现。 多媒体应用可以分为2 类“+ ”1 ：非弹性的多媒体应用和弹性的多媒体应用。非弹性的多媒体应 用其带宽需求是一个固定值，而弹性的多媒体应用的带宽需求是一段范围，可以根据网络状况动 态调整，弹性的多媒体应用也称为自适应的多媒体应用。 多媒体应用的q o s 保证是一个分布的功能，需要在网络的不同层次予以解决。本论文从网络体 系结构的角度出发，结合无线移动网络的特点，将应用会话过程中由于用户移动所导致的s 问 题分解为若干个子问题，在此基础上分别展开研究。论文的主要内容包括以下4 个方面： ( 1 ) 基于移动的因特网体系结构的研究。本论文根据高性能计算机网络体系结构及下一代因特网 体系结构方面已有的研究成果，结合下一代网络的服务需求，对基于移动的因特网体系结构进行 研究。在q o s 体系结构已有研究成果的基础上，结合无线移动网络的特点，对主机移动过程中端 到端q o s 保证需要解决的关键技术问题进行分析。 ( 2 ) 移动管理。应用生存期内用户的移动是微观移动和宏观移动的组合。目前在宏观移动和微观 移动方面已经有大量的研究成果，但在两者的耦合方面性能较差。本论文在已有研究成果的基础 上，对移动管理需耍达到的性能指标进行分析，以此为目标，研究移动主机的快速切换，提出一 种支持无缝切换的移动管理协议，无论删发生域间或域内切换都可以达到很低的切换延迟。 ( 3 ) 无线资源管理。唧发生切换后，必须保证其在新的小区能分配到足够的无线资源以满足应 用连接的q o s 需求。论文针对弹性和非弹性的多媒体应用2 种情况分别进行研究。对于非弹性多 媒体应用引入微观经济学的价格激励机制，在保证切换连接丢弃率满足系统需求的前提下。尽量 降低新连接请求的阻塞率，提高网络资源利用率：针对自适应的多媒体应用，研究自适应的无线 资源管理，重点是自适应的接纳控制算法和带宽适应算法。这一部分是本论文研究的重点。 ( 4 ) r s v p 路径的快速切换。删发生切换后，应用连接的端到端路径发生改变。为保证应用的q o s 能够继续保持，需要在切换后的路径上进行资源预留。论文在已有研究成果的基础上，重点研究 集成服务体系结构下资源预留路径的快速切换机制，其目标是在删发生切换后快速实现r s v p 路 径的切换，并且端到端路径的代价较小。 1 3 论文的组织结构 根据以上研究内容，论文的组织结构安排如下。 第二章主要介绍与论文研究相关的一些基础知识，对研究现状进行了综述，包括无线网络基于 东南大学博士学位论文 i p 的体系结构，无线移动网络中移动管理、无线资源管理、移动q o s 协议等方面已有的研究成果， 在此基础上，对目前研究所存在的问题进行了分析和总结，形成本论文的研究基础。 在第三章中，从网络体系结构角度出发，结台下一代网络体系结构的研究成果，对基于移动的 因特网的体系结构进行研究，提出一种交互式的、基于移动的因特网体系结构框架模型，对各网 络层次的功能进行了阐述，在此基础上，对主机移动过程中端到端q o s 保证需要解决的关键技术 问题进行分析。 第四章重点研究支持无缝切换的移动管理协议。首先对移动管理模型进行了分析，提出了一个 支持无缝切换的移动管理模型和协议，描述了移动主机切换时的信令交互过程，并使用p e t r i 网 对主机的切换过程进行了形式化描述。通过仿真实验对该协议的性能进行了分析，并与已有移动 管理协议的性能进行了比较。 第五章和第六章分别针对j # 弹性和弹性( 自适应的) 多媒体应用，研究主规切换到新的小区后的 无线资源管理，这两章是论文的研究重点。针对非弹性多媒体应用的特点，将微观经济学理论与 无线资源管理相结合，提出了相应的资源预留和接纳控制算法。对于弹性的多媒体应用，进行自 适应的接纳控制和带宽适应，以利润最大化为目标，提出了一个基于遗传算法的带宽适应方案， 并对带宽分配的公平性进行了研究。 第七章主要研究集成服务环境下离效的r s v p 路径快速切换机制，结合第四章的移动管理协议 提出一个快速的r s v p 路径切换方案，并与同类研究成果进行了比较。 第八章对本论文的研究成果及创新点进行了总结，并提出了进步的研究方向。 1 4 论文主要贡献 本论文主要研究无线移动网络中q o s 保证的关键技术，主要贡献可概括为： ( 1 ) 提出了一种交互式的、基于移动的因特网体系结构( i m i a ) 框架模型，对各层次的功能进 行了分析。针对无线移动网络的特点，将此环境下多媒体应用端到端o o s 保证分解为3 个关键技 术问题，将一个复杂的问题分解为若干个相对简单的子问题，简化了问题的解决。 ( 2 ) 提出了移动管理的通用模型，对无线移动网络中移动管理协议的集成方案进行了研究。在 层次移动管理协议的基础上，提出了一种扩展的层次移动i p 协议，可以降低唧域间切换延迟。 ( 3 ) 针对非弹性的多媒体应用，引入微观经济学理论，提出了两级接纳控制机制。与传统的接纳 控制( c a c ) 方案相比。其创新性表现在：利用价格杠杆避免小区发生拥塞。以价格为杠杆对用户到达 流进行控制，相当于在c a c 模块的前端改变了数据流的特性。当小区资源供不应求时，通过价格激励 d 第一章前言 机制提高网络资源的价格，为那些愿意支付更多货币的用户提供具有q o s 保证的服务，增t a t 网络运 营商的利润，体现物以稀为贵的市场经济思想。通过需求函数实现区分服务，充分体现了网络资源 的价值，为网络运营新型商业模式的开发提供了思路。根据作者所查阅的文献，将微观经济学方法 引入到无线资源管理的研究目前较为少见。 ( 4 ) 针对自适应的多媒体应用，提出了一个自适应的接纳控制算法，对不同优先级的应用可以实 现区分的服务；结合基于测量的接纳控制机制，可以在不同优先级的切换连接丢弃率之间进行均 衡。在此基础上，提出一种基于遗传算法的带宽适应方案，以较小的时间复杂度得到近似最优解。 该算法灵活性好，使用不同的适应度函数可以满足不同的实现目标；还可以应用于脱机环境，以 提高算法的响应时间。论文还对带宽分配的公平性进行了研究，通过选择不同的适应度函数来实 现公平的带宽分配，解决了无线移动网络中自适应多媒体应用的带宽公平分配问题。 ( 5 ) 为实现旧切换后r s v p 路径的快速更新提出了一个2 阶段的r s v p 路径快速切换方案，使 用路径扩展实现r s v p 路径的快速切换，然后通过路径优化操作降低端到端路径的代价。利用控制 参数口可以在r s v p 路径切换信令开销以及端一端路径代价之间进行均衡。 下一代因特网的重要特征之一是移动性支持，当数据、语音、视频及位置相关服务等多媒体应 用在因特网上得到日益普及时，如何提供q o s 保证成为一个迫切需要解决的问题。本论文的研究 成果可以在基于i p 的无线移动网络中向多媒体应用提供端到端的q o s 保证，或为移动q o s 服务 的研究提供有益的参考，具有十分广泛的应用前景。 参考文献 f 1 1h a n n i k a i n e nm ，h a m a l a i n e ntd ，n i e m im ，e ta i t r e n d si i lp e r s o n a lw i r e l e s sd a t a c o m m u n i c a t i o n s j c o m p u t e rc o m m u n i c a t i o n s 2 0 0 2 2 5 ( 1 ) ：8 4 9 9 2 】d a ssk ，c h a t t e r j e em c h e d l e n g e si nw i r e l e s sm l j , t t i m e d i an e t w o r k s c i n ：p r o c e e d i n g so ft h e i n t e m a t i o n a lc o n f e f e n c eo ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yf o rt h en e w m i l e n n i u m ( i c o n i t ) 2 0 0 1 ，6 8 7 7 3 】r f c l 6 3 3 ，i n t e g r a t e ds e r v i c e si r tt h ei n t e r n e t a r c h i t e c t u r e ：a no v e r v i e w s 1 j u l y , 1 9 9 4 f 4 1r f c 2 4 7 5 ，a n a r c h i t e c t u r ef o rd i f i e r e n t i a t e ss e r v i c e s s 1 d e c ，1 9 9 8 5 r f c 2 2 0 5 ，r e s o u r c er e s e r v a t i o np r o t o c o l ( r s v v ) v e r s i o n lf u n c t i o u a ls p e c l 丘c a n o n s 土s e p t , 1 9 9 7 6 】x i a ox i p e n g ，n ilm i n t e m e tq o s ：ab i gp i c t u r e j i e e en e t w o r k ，1 9 9 9 ，1 3 ( 2 ) ：8 - 1 8 7 】b e c c h e t t il ，d e l l ip r i s c o l if i n z e r i l l it ，e ta 1 e n h a n c i n gi ps e r v i c ep r o v i s i o no v e rh e t e r o g e n e o u s w i r e l e s sn e t w o r k s ：a p a t ht o w a r d 4 g j i e e ec o m m u n i c a t i o n sm a g z i n e ，2 0 0 1 ，3 9 ( 8 ) ：7 4 8 1 8 】g a ox ，w ug m i k ite n d - t oe n dq o sp r o v i s i o n i n gi nm o b i l eh e t e r o g e n e o u sn e t w o r k s j i e e e w i r e k s sc o m m u n i c a t i o n s ，2 0 0 4 1 1 ( 3 ) ：2 4 3 4 9 9 h i l l e b r a n dj ，p r e h o f e r bc ，b l e s sr ，e t a 1 q u a l i t y o f - s e r v i c es i g n a l i n gf o rn e x t - g e n e r a t i o ni p b a s e d m o b i l en e t w o r k s j e ec o m m u n i c a t i o n sm a g a z i n e ，2 0 0 4 4 2 ( 6 ) ：7 2 7 9 ( 1 0 d i n i sm ，f e m a n d e sj p r o v i s i o no fs u 伍e i e n tt r a n s m i s s i o nc a p a c i t yf o rb r o a d b a n dm o b i l e 东南大学博士学位论文 m u l t i m e d i a ：as t e pt o w a r d4 0 j i e e ec o m m u n i c a t i o n sm a g z m e 2 0 0 1 ，3 9 ( 8 ) ：4 6 - 5 4 【1 1 顾冠群，沈苏彬。网络体系结构与网络难题的解决方案 j 。东南大学学报( 自然科学版) ，1 9 9 9 ， 2 9 ( 5 ) ：1 1 0 1 2 r o y e r e ， f o b c - k a r e n e wo f c u r r e n t r o u t i n g p r o t o c o l s f o r a d - h o c m o b i l e w i r e l e s s n e t w o r k s 田 i e e ep e r s o