异构网络环境下虚拟终端系统的设计与实现

摘要

为了满足未来用户对业务的多样性需求，异构网络逐渐成为目前无线网络中的研究热点，所谓异构网络是指两个或者两个以上属于不同的运营商、接入技术各异、覆盖范围不同以及网络制式和带宽各不相同的无线通信系统。通过网络融合的方式，将现存的各种异构网络取长补短，综合发挥各自的优势，满足未来移动通信的发展需求。利用异构终端的聚合与重构为用户提供统一的服务，可以满足用户在异构网络环境下对服务质量、传输速率、安全性能、用户体验等各个方面的需求。
　　本文首先描述了基于多终端协同的多流并发传输系统，对其中的业务服务器、业务客户端、网络管理控制服务器以及虚拟终端系统四个模块的组成和功能分别进行了阐述和分析，然后设计实现了虚拟终端系统并对该系统进行了测试。本文主要研究内容如下：
　　（1）基于虚拟终端系统模块对业务传输的重要性，设计了基于多跳的虚拟终端系统，为该系统选择Ad-Hoc工作模式，采用Ad-Hoc动态组网，并选择AODV路由协议实现远距离终端设备之间的多跳通信，详细设计了系统中终端控制器和多个终端在终端发现、终端聚合以及终端重构过程中的具体步骤。
　　（2）基于设计方案实现了基于多跳的虚拟终端系统，实现过程中，基于Linux系统稳定、高效而且采用模块化设计方法的特点，选择友善之臂的Tiny6410ARM板作为系统中终端设备的平台；为终端设备平台选择支持Ad-Hoc工作模式的无线网卡，并进行无线驱动的移植，移植之后可以在ARM板上实现无线驱动的动态加载和卸载；进行路由协议的编写，编写好的路由协议经过交叉编译后生成ARM板上的可执行文件，有效实现多跳通信；然后根据终端控制器和终端的功能进行软件编程，包括QT界面的实现、基于socket的消息发送和接收以及多线程编程。
　　（3）对虚拟终端系统进行了测试，包括多跳通信、终端发现、终端聚合和终端重构过程，测试结果表明本文设计的虚拟终端系统采用Ad-Hoc动态组网，不会受到AP覆盖范围的限制，有效扩展了虚拟终端的聚合范围。利用多终端聚合共同为用户提供服务，大大提高了业务的传输速率，通过网络自适应调度实现终端重构，保证了当前提供业务的最优性，有效提升了用户体验。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1异构网络的发展

1.2研究背景

1.3异构网络融合的关键技术

1.4虚拟终端系统

1.5本文主要内容及章节安排

第二章 基于多终端协同的多流并发传输系统

2.1总体方案

2.2多终端协同多流并发传输关键技术

2.3业务服务器与业务客户端

2.4网络管理控制服务器

2.5虚拟终端系统研究现状

2.6终端聚合和重构的设计

2.7本章小结

第三章 基于多跳的虚拟终端系统方案设计

3.1总体设计方案

3.2终端发现

3.3终端聚合

3.4终端重构

3.5本章小结

第四章 基于多跳的虚拟终端系统的实现

4.1终端设备的确定

4.2 QT交叉编译环境的搭建

4.3 Wi-Fi网卡驱动的移植

4.4路由协议编写和移植

4.5软件编程

4.6本章小结

第五章 虚拟终端系统的测试

5.1软件环境和演示场景介绍

5.2系统测试

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作小结

6.2未来展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢