针对大容量新兴业务高速传输的需求，本书主要介绍在不同制式网络共存的场景中， 多个异构网络并发传输时的数据分流技术。 全书共5章，分别介绍了异构网络融合技术和多网络并发传输技术及其研究背景及意义，分析了不同数据分流策略的性能， 并着重讨论了并发传输技术在绿色通信和干扰管理等方面的传输策略， 最后对多网络并发传输技术进行了总结和研究展望。
本书既可供无线通信或无线网络相关研究领域的学生、研究人员或从业人员参考，也可作为无线网络并发传输及数据分流技术的研究资料。
随着通信技术爆炸式的发展，无线网络进入大繁荣时期，多种网络各具特点、 优势互补并将长期共存。同时，经历了数十年的不断革新，各种无线接入技术的传输速率逐渐逼近香农限，单个网络的传输速率难以进一步提升。为了满足用户对大容量新兴多媒体业务日益增长的需求，就必须进行多网协作。然而，传统的松耦合网络协作机制无法同时、高效地使用多种网络的传输资源，难以解决这类高速传输业务导致的QoS难保证、传输能耗过高以及引发严重干扰等问题。此时，一种紧密的网络耦合技术——多网络并发传输技术应运而生。利用该技术可将同一业务在多种网络上同时进行传输，该技术被认为是解决上述问题的有效途径之一。本书将就利用并发传输技术解决高速业务引发的问题展开论述：首先以并发传输网络构架和分流策略为切入点，进行高速业务传输问题的研究，继而扩展到利用并发传输提高系统能效的探索，最终延伸至基于并发传输的异构网络干扰问题的探讨。本书的具体内容如下：
第1章介绍了无线通信网络的发展历程，着重阐述了异构网络融合的概念、分类以及发展现状，进而讨论了异构网络并发传输的发展概况，并分析了分流策略在无线协作网络中的重要作用，最后对全书的内容进行了简单介绍。
第2章对并发传输网络构架进行了分类，建立了并发传输最优模型， 分析了其理论时延界。如何能够将现有多种不同制式的网络紧密耦合在一起，是并发传输所面临的根本问题。本章针对该问题，在充分研究不同网络特点的基础上，根据数据传输路径的不同，将并发传输网络构架分为部分并发传输构架和完全并发传输构架，并进一步分析了不同并发传输构架对应的使用场景、数据分组传输模型及其对分流策略的影响； 针对异构网络并发传输中最小化时延的问题，根据不同网络状态信息， 提出了多种联合资源调度的分流策略，并通过二维马尔科夫链对所提分流策略的性能进行了理论分析。最后介绍了利用WLAN和WiMAX两种网络构建实验平台的设计思路与实现方法，并给出了实验结果。实验结果表明， 本书提出的分流策略在保证最优吞吐量不变的前提下有效地降低了系统的平均时延，在高负载情况下可逼近理论时延界。
第3章建立了面向能效的并发传输理论模型，提出了最佳能效分流定理，并设计了最大化能效的并发传输策略。当前高速业务传输导致的高能耗问题已经成为无线网络发展的主要桎梏之一。本章通过探索传输速率和能效之间的理论关系，阐述了并发传输提高系统能效的基本原理，建立了多网络并发传输能效最优化模型，修正了传统的能效和带宽之间的折中关系；针对无线异构融合网络下行并发传输场景，研究了不同网络信道状态、能耗和传输速率之间的关系，提出了能效最大化的网络资源分配和数据分流算法；继而，在上行传输场景中，讨论了设备静态功耗对并发传输的影响，将该问题建模成为混合整数规划问题，通过对整数约束进行松弛，提出了能够逼近最优解的并发传输策略。最后通过仿真验证了该策略能够有效地提高网络能效和用户生存时间。
第4章提出了基于并发传输的干扰转移策略，分析并确定了最优干扰转移门限和干扰转移量，有效地利用了干扰空间的分集增益。随着家庭基站广泛布设于热点地区，干扰问题成为限制网络容量和传输速率的主要问题之一。针对这个问题本章探索了干扰分布特点，发现了由于网络布设和用户行为不确定性引发的干扰区域性分布不均匀现象，通过引入并发传输技术，将原本分离的区域联系起来，提出了使用干扰转移策略获取干扰空间分集增益来提高系统性能的基本思想。进一步，定义了干扰差指数，建立了干扰转移理论模型，确定了最佳干扰转移门限，并获得了最大化能效的分流比例。仿真结果表明， 本书所提干扰转移策略能够在不影响其他用户性能的前提下显著提高多模用户的能效性能。
本书由陕西省自然科学基金重点产业链等项目资助出版。非常感谢陕西师范大学物理学与信息技术学院韩维佳教授和计算机科学学院王亮副教授对本书出版给予的大力支持。同时，感谢西安电子科技大学通信工程学院信息科学研究所盛敏教授和团队老师、研究生对本书的指导、帮助和支持。最后，感谢陕西师范大学物理学与信息技术学院无线智联网络团队的师生们对本书撰写所提供的帮助和支持。
由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，欢迎广大读者批评指正。
马 骁
2021年12月
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 异构网络融合技术 5
1.2.1 异构网络融合方式分类 5
1.2.2 异构网络融合技术 10
1.3 异构多网络并发传输技术 14
1.3.1 多网络并发传输的背景及概念 14
1.3.2 多网络并发传输的网络结构研究 15
1.3.3 多网络并发传输的分流策略研究 17
1.4 并发传输技术发展趋势 22
1.5 本书的主要内容 23
第2章 异构网络并发传输时延界分析及分流策略研究 26
2.1 并发传输网络构架 27
2.2 并发传输理论时延界分析 29
2.3 不同分流策略及其性能分析 32
2.3.1 按比例分流策略 32
2.3.2 按网络状态分流策略 34
2.3.3 统一队列管理分流策略 40
2.4 性能仿真 43
2.4.1 仿真参数设置 43
2.4.2 单MUE场景的性能仿真 45
2.4.3 多用户场景的性能仿真 51
2.5 并发传输实验平台 52
2.5.1 并发传输实验平台设计与实现 53
2.5.2 实验结果 56
2.6 本章结语 60
第3章 绿色异构网络中的并发传输技术研究 62
3.1 引言 63
3.1.1 建设绿色网络的紧迫性 63
3.1.2 绿色网络的研究现状 64
3.2 系统模型 66
3.3 多网并传节能的理论基础 68
3.3.1 能效与传输速率的关系 68
3.3.2 并传节能策略的基本思想 69
3.3.3 异构网络并发传输能效模型 70
3.4 下行传输中的网络侧节能研究 72
3.4.1 下行传输问题建模 73
3.4.2 下行最大能效并传问题分析 73
3.4.3 下行最大能效并传策略 78
3.4.4 性能验证 79
3.5 上行传输中的MUE节能研究 83
3.5.1 上行传输问题分析 84
3.5.2 网络排序定理修正 84
3.5.3 门限值修正 88
3.5.4 低静态功率时的上行最大能效并发传输策略 89
3.5.5 高静态功耗时的上行最大能效并发传输策略 90
3.5.6 一般上行传输场景的最大能效并发传输策略 93
3.5.7 性能验证 95
3.6 本章结语 104
第4章 异构网络中的干扰转移策略研究 105
4.1 异构蜂窝网络 106
4.2 研究场景 109
4.3 干扰转移策略研究 113
4.3.1 干扰差指数 113
4.3.2 干扰转移问题建模 114
4.3.3 问题求解 116
4.3.4 干扰转移策略 117
4.4 性能验证 119
4.5 本章结语 126
第5章 总结和展望 128
5.1 全文内容总结 128
5.2 后续研究工作展望 130
附录 缩略语对照表 133
参考文献 137
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