基于网络定价策略的通信网资源分配研究

作     者：许航天 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：博士

导师姓名：丁炜

授予年度：2007年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：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 

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。