1、智能轮椅网络化技术研究,答辩人：*专 业：通信与信息系统 导 师：* *,Study on the network technology of intelligent wheelchair,无线信息网络研究中心,2/26,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,3/26,研究背景,无线网络将呈现泛在和异构的特点 WLAN WiMAX 3G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,4/26,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 M
2、IPv6及其扩展协议 mSCTP SIP 介质独立切换（MIH：Media Independent Handover）,5/26,研究现状（续）,垂直切换判决算法 基于多属性决策理论的方法 基于模糊逻辑的方法 基于代价函数的方法 ,6/26,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,7/26,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。,8/26,主要工作（续）,将中继站引入到异构无线
3、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。,9/26,异构无线网络的垂直切换仿真建模及性能评估,10/26,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
4、，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功能的当前会话的信息。,负责存储等待的请求消息。,11/26,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,12/26,性能评估,网络拓扑,场景一,场景二,仿真参数设置,13/26,场景一的性能评估,切换时延,从UMTS切换到WiMAX,从WiMAX切换到WLAN,切换期间的丢包数目,结论： 从带宽小的网络向带宽大的网络
5、 切换时，切换时延很小，且不会 出现丢包。,14/26,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。,15/26,场景二的性能评估（续）,切换时延,从WLAN切换到WiMAX,从WiMAX切换到UMTS,切换期间的丢包数目,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。,16/26,场景二的性能评估（续）,LGD切换方式下的网络使用效率,WLAN的使用效率,WiMAX的使用效率
6、,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。,17/26,带有中继站的异构无线网络垂直切换判决算法,18/26,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。,引入中继站后需要考虑的新问题 BS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。 BS与RS之间链路的速率 RS与MN之间链路的速率,19/26,算法分析（续）,多目标最
7、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。,20/26,性能评估,仿真参数设置,网络拓扑,BS2,BS1,RS1,RS2,AP2,AP1,MN,21/26,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,22/26,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,RS的负载变化情况,RS1的负载变化情况,RS2的负载变化情况,BS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：
8、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之间。,23/26,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。,未来的工作 传输层和应用层支持垂直切换的协议 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。 协作中继情况下的切换判决问题,24
9、/26,完成的学术论文,Hou Weina, Zhao Yisheng, and Dong Jing. Study of RSVP Routing 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.,25/26,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,26/26,谢谢！请各位专家批评指正！,
