【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展,以及各種移動(dòng)終端設(shè)備的出現(xiàn)與普及,目前的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)出現(xiàn)異構(gòu)化的趨勢(shì)。如業(yè)務(wù)需求的異構(gòu)化、無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化和終端設(shè)備的異構(gòu)化。近些年來(lái),異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn),得到了廣泛的研究。各個(gè)國(guó)際電信組織如3GPP和ITU也都啟動(dòng)了對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的研究,將其視為下一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)。這些異構(gòu)化也使得網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜化,為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化帶來(lái)了諸多的問(wèn)題,如多樣的QOS需求、復(fù)雜的跨層干擾和時(shí)變的系統(tǒng)狀態(tài)等。如何克服這些問(wèn)題,使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠更好地兼容各種新型應(yīng)用、保障用戶的服務(wù)質(zhì)量、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率,具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。在本文中,我們使用隨機(jī)優(yōu)化理論對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究,具體如下：1.由于各種新型應(yīng)用如智能電網(wǎng)、電子健康、智能交通等的出現(xiàn)與繁榮,隨之而來(lái)機(jī)器類型通信也越來(lái)越重要。由于機(jī)器類型通信與傳統(tǒng)的人與人之間的通信有著不同的特點(diǎn),這也為我們帶來(lái)了新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。其中的關(guān)鍵問(wèn)題之一是如何在滿足服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)需求的同時(shí)解決機(jī)器類型設(shè)備的大規(guī)模接入問(wèn)題。在本文中,我們根據(jù)QOS需求將機(jī)器類型設(shè)備分為不同的簇,然后將大規(guī)模接入問(wèn)題建模為一個(gè)隊(duì)列問(wèn)題。通過(guò)推導(dǎo)出基于大偏差原理的隊(duì)列上溢概率估計(jì)模型,我們提出了一個(gè)在線測(cè)量的自適應(yīng)大規(guī)模接入管理算法。該算法能夠基于觀測(cè)到的流量負(fù)載來(lái)做決策,無(wú)需利用先驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)信息。我們還設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證算法的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明我們所提算法能夠根據(jù)流量負(fù)載的變化而自適應(yīng)的調(diào)節(jié)資源的分配,因此能夠適應(yīng)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)環(huán)境和未知的流量特征。2.在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,信道的質(zhì)量會(huì)隨時(shí)間而隨機(jī)變化。尤其是在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的干擾環(huán)境下,無(wú)線鏈路的吞吐量會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)測(cè)的波動(dòng)。而該波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致在線視頻播放的頻繁中斷或接收的視頻質(zhì)量波動(dòng),因此對(duì)無(wú)線視頻傳輸帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。在本文中我們?yōu)闊o(wú)線可伸縮視頻傳輸系統(tǒng)的終端側(cè)提出了一種具有平滑播放約束的動(dòng)態(tài)層數(shù)切換策略。其目標(biāo)是通過(guò)優(yōu)化長(zhǎng)期的視頻質(zhì)量和視頻播放平滑度來(lái)提升用戶的體驗(yàn)。該算法不需要提前知道信道動(dòng)態(tài)變化的先驗(yàn)知識(shí),能夠根據(jù)當(dāng)前觀測(cè)而在線執(zhí)行。我們?cè)诶碚撋虾头抡鎸?shí)驗(yàn)中分別分析、驗(yàn)證了算法的性能。3.在本文中,我們還研究了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)下的基站側(cè)的多用戶可伸縮視頻傳輸問(wèn)題。為了解決時(shí)變的信道質(zhì)量、視頻應(yīng)用的嚴(yán)格QoS需求和復(fù)雜的跨層干擾所帶來(lái)的挑戰(zhàn),我們提出了一種視頻碼率和無(wú)線資源分配聯(lián)合優(yōu)化模型,使得在可伸縮視頻傳輸服務(wù)中能夠根據(jù)信道質(zhì)量和干擾的動(dòng)態(tài)變化而自適應(yīng)的調(diào)節(jié)其視頻碼率和資源分配。首先,我們將問(wèn)題建模為一個(gè)帶約束的隨機(jī)優(yōu)化問(wèn)題。利用雙時(shí)間顆粒度Lyapunov隨機(jī)優(yōu)化理論,我們將該問(wèn)題分解為兩個(gè)子問(wèn)題,可分別在不同的時(shí)間顆粒度解決。我們給出了僅依賴當(dāng)前觀測(cè)信息的低復(fù)雜度算法,并分析了該算法理論上的性能界限。我們進(jìn)一步設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估該算法的性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5

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6 李R，

本文編號(hào)：2449749