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基于网络定价策略的通信网资源分配研究

作　者: 许航天
导　师: 丁炜
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 网络定价资源配置博弈论效用理论服务质量 Ad hoc网络队列调度
分类号: TN915
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 559次
引　用: 4次
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内容摘要

随着网络业务量的迅猛增加和业务类型的多样化，以带宽为代表的通信网络资源已成为一种典型的稀缺资源。网络资源的分配和控制对于用户对网络服务满意度的提高、网络系统整体性能的优化具有十分重要的意义。基于网络定价策略的一些方法能够针对不同消费群体的资源分配问题提供分布式的解决方案。这些方法非常适合处理通信网络中复杂的问题。随着Internet和无线网络技术的逐渐融合，将经济学模型和博弈理论应用到网络资源分配是研究的一个热点问题。具体而言，用定价理论研究的问题包括：流量和拥塞控制、路由、接纳控制、调度、网络设计和资源计费等。现在，越来越多的具有异构需求的用户访问Internet，因此有效的服务提供和优化的资源分配，是非常复杂且具有挑战性的任务。本文主要采用相关的经济模型和博弈理论对网络资源管理进行了研究，主要内容和创新点如下：1．首先介绍了论文选题的背景及意义，提出了网络资源分配与网络QoS研究现状及有待解决的问题，给出了本文的研究目的，阐述了将基于经济学的网络定价理论引入网络资源分配研究的必要性；然后介绍了本文的创新点和研究成果。2．综述了网络定价的经济模型和定价策略。在此基础上，把定价策略与DiffServ体系相结合，设计了一个基于代理的网络定价框架。基于此架构，ISP可以根据实际情况灵活选择定价策略，保证自己收益的同时也能满足用户的QoS。最后，给出了多ISP竞争情况下基于定价策略的资源分配模型，并对使用价格和网络容量的关系进行了定性分析。3．针对商用网络中DiffServ队列调度问题，基于巴黎地铁定价方式(PMP)，提出了一种易于实现的高效队列调度算法，它以价格作为区分优先级的手段，通过对调度权重的动态更新以及对用户的接纳控制，提供严格的时延保证，并且实现了网络收益的最大化。4．针对Ad hoc网络中的流竞争，提出了一种分布式的节点最优化速率控制机制。该机制基于Nash交易解，通过计算链路影子价格，为发送端提供路径拥塞信息，使节点流在分布式的情况以合作方式竞争资源，它既能保证高优先级流的QoS，又能实现网络效用最大化。5．为了引导多跳蜂窝网络中节点之间的合作，提出了一种基于中继连接度的定价激励方式，它基于移动节点在网络路由拓扑中位置的重要程度来调整补偿费用，在不增加总费用的情况下，提高了服务可达性。6．在对全文进行总结的基础上，给出了本课题研究中有待进一步深入探讨的问题。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-23
  1.1 引言  11-12
  1.2 目前网络资源分配机制与存在的问题  12-14
    1.2.1 目前网络资源分配原理  12-14
    1.2.2 目前网络资源分配机制的缺陷  14
  1.3 网络资源分配的研究现状与发展  14-17
    1.3.1 网络资源分配的工程控制方法  14-16
    1.3.2 基于网络定价机制的资源分配方式  16-17
  1.4 网络资源分配引入经济学的合理性  17-19
    1.4.1 网络资源分配中的经济学特征  17-18
    1.4.2 经济学分析方法的适用性分析  18-19
  1.5 本文的创新点  19
  1.6 本文的结构和安排  19-20
  1.7 本章参考文献  20-23
第2章网络资源定价技术的研究  23-53
  2.1 引言  23-24
  2.2 网络资源分配的经济模型  24-28
    2.2.1 基于价格的经济模型  25-26
    2.2.2 基于博弈论的经济模型  26-27
    2.2.3 比较分析  27-28
  2.3 资源分配定价策略  28-37
    2.3.1 网络定价策略的关键问题  28-30
      2.3.1.1 拥塞控制问题  29
      2.3.1.2 定价的公平性问题  29-30
    2.3.2 网络定价的类型划分  30-36
      2.3.2.1 静态定价策略  30-31
      2.3.2.2 半动态定价策略  31-33
      2.3.2.3 动态定价策略  33-36
    2.3.3 定价策略的总结  36-37
  2.4 DiffServ中定价结构的设计  37-43
    2.4.1 Diffserv网元优化模型设计  38-39
      2.4.1.1 终端用户优化模型  38-39
      2.4.1.2 网络节点优化模型  39
      2.4.1.3 ISP优化模型  39
    2.4.2 基于定价的 QoS控制框架设计  39-43
      2.4.2.1 终端智能代理  40-41
      2.4.2.2 节点定价代理  41-42
      2.4.2.3 ISP定价代理  42-43
      2.4.2.4 数据流和控制信息流设计  43
  2.5 DiffServ中市场竞争下的定价模型研究  43-50
    2.5.1 网络资源模型  44
    2.5.2 资源利用有效性分析  44-46
    2.5.3 竞争市场下的网络定价  46-50
      2.5.3.1 用户最优化  47-48
      2.5.3.2 ISP的最优化  48-49
      2.5.3.3 ISP的扩容问题  49-50
  2.6 本章小结  50
  2.7 本章参考文献  50-53
第3章基于定价策略的队列资源调度研究  53-72
  3.1 引言  53
  3.2 相关知识  53-59
    3.2.1 队列调度  53-55
    3.2.2 主动队列管理  55-58
    3.2.3 接纳控制  58-59
  3.3 基于定价策略的队列调度算法  59-64
    3.3.1 问题的提出及思路  59-60
    3.3.2 PBQ算法模型  60-64
  3.4 算法实现  64
  3.5 算法复杂度分析  64-65
  3.6 仿真分析  65-69
  3.7 本章小结  69-70
  3.8 参考文献  70-72
第4章 Ad hoc网络中流量分配机制的研究  72-98
  4.1 引言  72
  4.2 相关知识  72-84
    4.2.1 Ad hoc网络  72-75
    4.2.2 效用的概念  75-76
    4.2.3 博弈论  76-84
      4.2.3.1 博弈论基础知识  76-77
      4.2.3.2 网络资源分配博弈模型  77-81
      4.2.3.3 Nash交易模型  81-84
  4.3 Ad hoc网络中基于 NBS的流量分配算法  84-91
    4.3.1 相关工作  84-85
    4.3.2 问题提出及思路  85-86
    4.3.3 算法模型  86-88
    4.3.4 基于 NBS的集中式控制的优化目标  88-89
    4.3.5 分布式控制方式最优化流速求解  89-91
  4.4 机制实现流程  91-92
  4.5 几个机制实现细节  92
  4.6 仿真分析  92-95
  4.7 本章小结  95
  4.8 参考文献  95-98
第5章多跳蜂窝网中节点激励机制的研究  98-114
  5.1 引言  98
  5.2 相关知识  98-101
  5.3 基于中继连接度定价的激励机制  101-105
    5.3.1 相关工作  101-103
    5.3.2 问题的提出与研究思路  103
    5.3.3 补偿价格的意愿函数表示  103-104
    5.3.4 基于中继连接度定价模型  104-105
  5.4 性能比较分析  105-108
    5.4.1 总的激励补偿费用比较  105-106
    5.4.2 服务可达性比较  106-108
  5.5 仿真分析  108-112
  5.6 本章小结  112
  5.7 参考文献  112-114
第6章总结与展望  114-116
  6.1 本文的研究成果总结  114-115
  6.2 进一步的研究工作  115-116
缩略词  116-118
致谢  118-119
发表或已录用论文  119-120
个人简历及科研经历  120

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