移動計算環(huán)境下位置管理優(yōu)化策略的研究.pdf

1、與固定通信網(wǎng)絡相比，移動通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點是可移動性。移動服務使得用戶可以在很大的地域范圍內(nèi)方便地進行通信，并在移動過程中保持通信的連續(xù)性。隨著移動通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應用，移動用戶的服務要求日益提高，希望可以在任何時間、任何地點接入各類網(wǎng)絡，以獲取所需的數(shù)據(jù)信息，移動計算環(huán)境就提供了這樣一種特殊的分布式計算環(huán)境以滿足用戶的服務需求。移動計算技術(shù)是對未來最有影響的技術(shù)之一，它已成為一個新興的熱點研究領(lǐng)域。 移

2、動計算環(huán)境下的位置管理是其資源管理的一個重要組成部分，它的主要任務就是跟蹤用戶，明確用戶當前所在的位置，為移動用戶的呼叫建立有效連接。其中主要有兩個基本操作：位置尋呼和位置更新。尋呼操作涉及移動終端被呼叫的頻率，就是呼叫到達率；而更新操作涉及移動終端的移動率。這兩個操作都消耗資源，包括移動臺和基站間通信鏈路的信令交換、空中接口帶寬、無線網(wǎng)絡帶寬、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫資源和其他系統(tǒng)資源。 目前位置管理的研究主要放在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和縮短

3、信令在網(wǎng)內(nèi)的傳輸?shù)确矫?，考慮的因素主要是在激增的移動用戶數(shù)量下如何減少數(shù)據(jù)庫更新，縮短移動終端的尋呼步驟，減少尋呼延遲等。最近的相關(guān)研究主要集中在動態(tài)位置管理策略上，它針對用戶個體移動特性來設(shè)計位置區(qū)。這種設(shè)計思想對終端處理能力的要求較高，以及用戶與網(wǎng)絡間信息交互也有較高要求。而在實際移動通信系統(tǒng)的設(shè)計中，通常的要求是盡量減少終端的處理負擔以及用戶與網(wǎng)絡間的信令交互。因此探索基于用戶個體移動特性且適于工程應用的方法是目前位置管理研究的重

4、點。 本課題主要以國家自然科學基金資助項目(70271001)一移動決策理論與移動決策支持系統(tǒng)研究作為研究的背景，首先給出課題研究的環(huán)境——移動計算環(huán)境下的PCS網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，引出位置管理的概念；在對現(xiàn)有位置管理的研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，我們建立Gauss-Markov移動模型對移動用戶速度和位置進行預測；然后在掌握了移動用戶運動特點的基礎(chǔ)上，提出了對位置管理中重要的位置區(qū)進行模糊化設(shè)計的思想，即優(yōu)化位置區(qū)的選取過程。這里主要考慮到移

5、動用戶的速度、會話到達率等影響位置區(qū)大小的參數(shù)在實際描述時常用的是模糊概念，符合模糊推理系統(tǒng)的使用特點，所以本文采用了這一新的模糊推理的設(shè)計思想來進行優(yōu)化。接著在模糊位置區(qū)設(shè)計的基礎(chǔ)上加以相應的位置更新及尋呼算法，以構(gòu)成完整的位置管理的優(yōu)化策略。這里提到的算法都是基于模糊位置區(qū)大小這一結(jié)果之上的，因此模糊推理系統(tǒng)的優(yōu)化就直接影響到整個策略的優(yōu)化及資源配置問題。最后就本文設(shè)計的基于模糊位置區(qū)的位置管理優(yōu)化策略與一般的動態(tài)位置管理策略進行了

6、仿真比較，用MATLAB仿真工具實驗得到本文所論述的方法在某些情況下優(yōu)于一般方法，主要表現(xiàn)在減少系統(tǒng)資源開銷方面，且系統(tǒng)對移動用戶運動行為的預測性越高，系統(tǒng)開銷越小。本文的研究成果可以用于基于預測的位置更新和尋呼，以改進移動性管理的性能，減少信令開銷，提高系統(tǒng)容量，對于現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的改進以及新一代移動通信系統(tǒng)的高效運行等領(lǐng)域的研究具有一定的借鑒作用。同時，將模糊推理系統(tǒng)用于移動計算環(huán)境下的位置管理的設(shè)計思想，對于開拓網(wǎng)絡管理的研究思