异构融合网络带宽资源分配算法研究

摘要

下一代通信网络将融合多种无线接入技术于一体，可支持终端无缝移动和协同工作，通过从网络、业务、终端及运营管理模式等多个方面的整合，将实现不同接入网络的有机融合、共存互补、互联互通。在未来异构无线融合网络中，由于接入技术的异构性、终端设备的差异化和用户业务需求的个性化和不确定性，将给无线资源管理及端到端的QoS保证等问题带来新的困难及挑战。如何有效设计融合网络环境下的无线资源管理机制以及带宽资源分配方案已成为目前研究热点。
　　 本文将针对融合网络架构、网络业务带宽分配算法和用户带宽分配算法开展研究:
　　 在融合网络架构方面，提出一种面向用户业务特性的异构融合网络带宽分配架构设计方案。该方案周期性收集并存储各用户业务需求信息并监测、评估各接入网络的负载状态信息，根据不同网络状态执行相应的带宽资源分配算法。
　　 在网络业务带宽分配方面，在分析和总结现在带宽资源分配方案的基础上，提出一种基于联合网络效用优化的业务带宽分配方案。以多个无线接入融合网络为系统模型，采用效用函数量化评估网络联合收益，分别针对网络轻载及重载情况，研究对应网络联合收益最优化网络业务的带宽分配方案。
　　 在用户带宽分配方面，建模用户间合作及非合作博弈模型，提出基于博弈理论的用户带宽资源分配方案。在合作模式下，采用破产博弈对用户间的带宽需求进行建模，通过求解夏普利值，实现用户间带宽资源公平合理的分配;在非合作模式下，考虑用户不同带宽需求建模各用户的带宽需求效用，通过求解纳什均衡解，得到各用户最佳带宽分配方案。

目录

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摘要

图目录

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 课题研究现状

1．2．1 异构无线融合网络概述

1．2．2 异构无线网络联合资源管理技术概述

1．3 课题来源

1．4 主要研究内容和结构

第二章 异构无线融合网络架构

2．1 引言

2．2 异构无线融合网络架构概述

2．2．1 集中式联合无线资源管理架构

2．2．2 分布式联合无线资源管理架构

2．2．3 分级式联合无线资源管理架构

2．3 面向用户业务特性的异构融合网络联合带宽分配架构

2．4 本章小结

第三章 基于联合网络效用优化的网络业务带宽分配算法

3．1 引言

3．2 异构无线网络的带宽分配算法研究

3．3 网络系统模型

3．4 联合网络效用建模

3．4．1 联合网络收益函数

3．4．2 网络资源竞争函数

3．4．3 网络成本函数

3．5 网络业务带宽分配限制条件

3．5．1 通用带宽分配限制条件

3．5．2 附加带宽分配限制条件

3．6 带宽分配优化建模

3．7 模型仿真及分析

3．8 本章小结

第四章 基于博弈论的网络用户带宽分配策略

4．1 引言

4．2 异构无线融合网络用户带宽分配博弈概述

4．3 基于合作博弈的用户带宽分配建模

4．3．1 破产博弈理论

4．3．2 特征函数

4．3．3 夏普利值划分法

4．3．4 用户带宽分配破产博弈建模

4．4 基于非合作博弈的用户业务带宽分配建模

4．4．1 问题建模

4．4．2 用户非合作博弈的纳什均衡

4．5 仿真结果及分析

4．6 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 进一步研究方向

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间参加的科研项目及研究成果