无线泛在网络下多域资源分配模型及定价机制的研究.doc

Research on a Multi-domain Resource Allocation Model and Pricing Mechanisms for Wireless Ubiquitous Networks Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree of Master of Engineering By Yan Wei Supervisor: Prof. Shao Shixiang March 2013 南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 研究生签名：_____________ 日期：____________ 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索； 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名：____________ 导师签名：____________ 日期：_____________ 摘要 随着无线网络业务爆炸式的增长以及业务多样的 QoS 要求，有效的业务定制、资源分配 和用户管理是无线泛在网络商用发展必须加以考虑的问题，无线网络的社会性也在不断增强， 从而推动无线网络从单纯的信息基础建设转变为社会的重要组成部分。本文研究了无线泛在 网络下具有一定经济学意义的多域资源分配模型，旨在推动泛在无线业务的应用创新。 论文首先针对无线网络业务的 QoS 保证机制，侧重处理实时业务，采用 MIMO 技术分配 空域资源，采用自适应调制技术分配功率域资源以优化频谱效率，采用二维马尔可夫链来建 模信道相邻调度帧数据可靠/不可靠接收过程，利用有效容量理论和有效带宽理论分别抽象建 模业务的服务过程与到达过程，仿真分析了所提算法在实时业务的时延、丢包率等方面的优 越性。结合资源域资源分配，介绍了生产-消费模型，简要分析了生产-消费模型的经济学意 义，并对无线网络定价机制进行了研究，在常见定价的基础上提出了基于业务 QoS 等级的统 一定价以及基于参数定价的 QoS 定价。最后将用户效用、社会福利、用户公平性等经济学概 念落实到通信基础理论并给出了量化公式，综合考虑业务、用户、资源等多个域，建立了基 于社会福利最大化的多域资源分配模型，提出了基于柔性业务的资源调度算法，仿真分析了 本文算法相对传统算法在资源利用率、社会福利、运营商收益等方面的优越性。 关键词: QoS，资源分配，无线泛在网络，经济学，有效容量，定价机制，社会福利，柔 性业务 I Abstract With the explosive growth of the services and varieties of QoS requirements in wireless networks, it is necessary taking the effective service customizing, resource scheduling and user management into account in the commercialization development. The social attributes of the wireless networks keep growing so that the wireless networks become an important part not only in the information infrastructure but also in the whole society. The model of the multi-domain resource allocation with certain economic significance is realized for the wireless ubiquitous network, thus promotes the i