效用最優(yōu)化的無線網(wǎng)絡(luò)資源分配研究.pdf

1、全球通信技術(shù)長期以來一直處于高速發(fā)展，各種網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)不斷成熟，逐漸呈現(xiàn)泛在、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。而用戶業(yè)務(wù)需求也越來越多樣化，各種高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)層出不窮，未來的業(yè)務(wù)將呈現(xiàn)泛在、異構(gòu)、多樣化、智能化及個性化等特點。面對這種相互融合補充的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，個性化的用戶需求，多樣化的業(yè)務(wù)類型，以用戶需求為中心，增強用戶的業(yè)務(wù)體驗將變得尤為重要。如何在無線網(wǎng)絡(luò)有限的資源下，滿足各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QualityofService，QoS)要求，使得系統(tǒng)效

2、用或者運營商收益能夠達到最大化，是一個相當值得研究的課題。
　　 本文基于效用理論，首先構(gòu)建動態(tài)統(tǒng)一效用函數(shù)，然后分別針對傳統(tǒng)單路徑和多路徑網(wǎng)絡(luò)，研究效用最優(yōu)化的資源分配策略，主要的研究內(nèi)容和貢獻如下:
　　 第一，針對不同業(yè)務(wù)的特性，將用戶行為、偏好、無線環(huán)境等影響因素加入到業(yè)務(wù)的效用函數(shù)中，建立了一個融合各種業(yè)務(wù)的動態(tài)統(tǒng)一效用函數(shù)表達，并提出一種網(wǎng)絡(luò)性能與用戶行為的互動演化機制。在此基礎(chǔ)上，提出基于統(tǒng)一效用的資源分配

3、模型，并將效用函數(shù)實現(xiàn)的公平性與其他公平準則進行了對比分析。
　　 第二，針對傳統(tǒng)單路徑網(wǎng)絡(luò)，基于如何有效利用和公平分配有限的網(wǎng)絡(luò)資源，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，提高社會福利，提出一種效用及實時業(yè)務(wù)QoS聯(lián)合保證的資源分配方案。該方案不再單純以效用最優(yōu)為資源分配目標，將效用模型與具有不同QoS需求的業(yè)務(wù)相結(jié)合，通過定義期望帶寬與需求帶寬，結(jié)合效用的變化，建立排序準則，在該準則下依次首先滿足QoS保證業(yè)務(wù)的需求帶寬。在此基礎(chǔ)上，再將剩余帶

4、寬在QoS保證業(yè)務(wù)與BE業(yè)務(wù)間以效用最大化的優(yōu)化目標進行資源分配。結(jié)果表明，提出的方案不僅體現(xiàn)了資源分配效率的要求，達到系統(tǒng)效用的最優(yōu)，同時優(yōu)先保證實時業(yè)務(wù)的QoS要求，并減少Q(mào)oS保證業(yè)務(wù)與盡力而為BE(BestEffort，BE)業(yè)務(wù)之間的不公平度，且其算法復(fù)雜度較低，易于實現(xiàn)，為優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體性能提供了研究思路。
　　 第三，近年來，基于多路徑傳輸技術(shù)的很多研究工作集中在路徑管理機制，較少研究系統(tǒng)效用及網(wǎng)絡(luò)收益問題。基