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《华中科技大学》 2004年
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基于博弈论的网络资源分配方法研究

魏蛟龙  
【摘要】:随着网络业务量的迅猛增加和业务类型的多样化,以带宽为代表的计算机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提高用户对网络服务的满意度,优化网络系统的整体性能具有十分重要的意义。由于用户对资源的使用有不同的优化目标,而且用户对于自身行为策略的选择与其它用户的行为策略相关,因而引入博弈论来分析用户在资源分配中的互动是十分必要的。本文通过将计算机网络控制的工程方法与博弈论模型、经济分析相结合,对网络资源分配的理论方法和实现技术进行了深入的研究。 本文首先对网络资源分配方法进行了详细综述,提出了IP网络资源分配博弈的一般模型,讨论了模型的构成要素,给出了纳什均衡和帕累托最优的存在条件,指出了基于博弈论模型的网络优化的一般策略和步骤,限定了该模型的适用条件。为网络资源分配方案的横向比较、性能分析及算法改进提供了统一的理论基础。 针对IP网端到端QoS保障机制没有涉及分配策略的缺陷,以IP网络资源分配博弈模型为基础,讨论了IntServ、DiffServ和MPLS三个支持多业务的资源分配方案,推导出这些方案在集中化控制和非集中化控制之下,Nash均衡的存在性及其性质,得到了每种方案中各方参与者的优化问题的解,并给出了相应的物理解释。 研究了在用户效用函数不可知条件下的博弈问题。从博弈论的角度分析了最大最小公平和流保护的重要性及其优点。通过在用户端实施支持媒体流传输的TCP友好协议,在网络端扩展SCORE机制,提出了支持多媒体业务流的TCP友好SCORE改进机制。通过将服务区分和优先级标签引入CHOKe机制,提出了可扩展的D-CHOKe算法。该算法可支持区分服务并在同一服务级别中提供流保护。通过与RED等其它缓存管理算法比较,验证了新算法的先进性。 研究了闭环控制下的弹性业务的资源分配博弈,证明了当前Internet 资源分配效率低的原因是存在拥塞外部性,从博弈论的角度分析了改进流量控制的措施。讨论了ECN计费方案:在过载的网络上采用ECN标记分组,然后在网络边缘对被标记的分组收取 WP=4 固定价格的小额费用,给终端用户提供正确的信息和激励,使之合理地使用网络资源。在用户端,提出了基于少数者博弈模型来估计收到标记数目的流量控制算法。 研究了开环控制下的非弹性业务的资源分配博弈,分析了基于FCFS的接纳控制所存在的问题。在基于Vickrey拍卖的接纳控制机制的基础上,提出了可扩展的统一价格拍卖方案。该方案拍卖规则简单,在网络环境下具有激励兼容性,并可以进一步扩展出衍生市场机制,解决资源预留与价格波动间的矛盾,实现一个可预测、低风险、易于用户决策的市场机制。与其他拍卖机制相比,该算法复杂度低,可扩展性强。 研究了无线网络中的功率分配博弈,证明了干扰的外部效应使得无线网络功率控制的效率变低。通过研究WCDMA系统中上行链路的干扰情况,得出了WCDMA系统容量与业务性能指标的关系。通过定义网络资源份额,将功率控制问题转换为总量小于1的网络资源份额的分配问题。提出了基于计费的功率控制算法,利用统一价格拍卖对网络资源份额进行最优配置,使得发射功率这一重要无线资源合理地分配给对其评价最高的用户业务。该算法具有可预测、全局最优、可扩展性强的优点。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP393.02

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 冯坚;杨路明;;状态无关主动队列管理算法博弈的Nash均衡[J];计算机技术与发展;2007年07期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 方旭;基于定价的通信网络资源分配研究[D];北京邮电大学;2010年
2 路兆铭;下一代移动通信系统中跨层资源分配研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周丹;异构无线网络中网络选择算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 李力;基于局域信息少数者博弈的拥塞控制策略研究[D];华中科技大学;2011年
3 姜源;基于博弈论的无线传感器网络抗干扰方法和技术研究[D];上海交通大学;2012年
4 邓媛;基于博弈论的异构网络功率控制技术研究[D];华南理工大学;2011年
5 傅秀文;商业视角下的网络社区的用户行为研究[D];山东师范大学;2012年
6 吴干剑;一种基于博弈论的公平性任播路由转发算法[D];华东师范大学;2006年
7 史海梅;网络社会生态系统理论及系统演化模型的研究[D];北京交通大学;2007年
8 冯坚;Internet拥塞控制博弈Nash均衡研究[D];中南大学;2007年
9 王雯;基于少数派博弈的网络拥塞控制研究[D];华中科技大学;2009年
10 孟书源;无线传感网与移动通信网融合下的流量模型与队列调度算法研究[D];北京邮电大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 项勇;陶学明;王永强;;不对称信息下建设项目委托代理激励机制理论分析[J];四川建筑科学研究;2009年02期
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7 阳霞;周文峰;;代建项目双层委托代理模型分析[J];四川建筑科学研究;2010年03期
8 万可,汤卫君;头垄断厂家产品定价中的博弈论问题———兼评我国彩电行业价格大战[J];安徽大学学报;2002年01期
9 廖楚晖,薛刚;关于税收腐败有关问题的研究[J];安徽大学学报;2003年02期
10 杨卫军,韦苇;化解村级债务的对策研究[J];安徽大学学报;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黎秀蓉;;“李约瑟之谜”的博弈论解读[A];第十一届中国制度经济学年会论文汇编(上)[C];2011年
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3 李春;;城市社区公共服务多元协作组织研究[A];科学发展:社会管理与社会和谐——2011学术前沿论丛(下)[C];2011年
4 翁禾倩;黄源泉;李宇星;林心颖;;“绿色信贷”实施中制度缺陷的多维博弈分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
5 赵礼强;郭亚军;;制造商分销渠道战略选择的博弈分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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7 王焱;;浅析公开招投标中不完全信息博弈[A];责任与使命——七省市第十一届建筑市场与招标投标联席会优秀论文集[C];2011年
8 吴晶;;投标人围标、串标的博弈论分析[A];责任与使命——七省市第十一届建筑市场与招标投标联席会优秀论文集[C];2011年
9 胡伟清;张宗益;;贿赂的经济学分析[A];2005年中国法经济学论坛会议论文集[C];2005年
10 王雷;;效率与激励视角下公民财产权与国家征收权的均衡——来自城市房屋征收个案的法与经济学分析[A];2005年中国法经济学论坛会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 江翔宇;公司型基金法律制度研究[D];华东政法大学;2010年
2 李平英;产业组织结构与农产品质量管理研究[D];山东农业大学;2010年
3 马晓丽;我国农产品市场信息不对称问题研究[D];山东农业大学;2010年
4 刘家国;基于突发事件风险的供应链利益分配与行为决策研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨皎平;产业集群特性要素对技术创新的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 刘嘉莹;第三方逆向物流系统构建及其运行优化研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 徐连章;新制度经济学视角下的我国海洋渔业资源可持续利用研究[D];中国海洋大学;2010年
8 武辉;公共政策分析视角下会计准则的政策过程研究[D];中国海洋大学;2010年
9 丁武民;乡村发展过程中的金融支持研究[D];中国海洋大学;2010年
10 张红峰;大学组织变革中的博弈分析[D];华东师范大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张雄;土地使用权征用法经济学分析[D];华中农业大学;2010年
2 张舒;基于博弈论视角的开发区土地集约利用研究[D];华中农业大学;2010年
3 林敏;社会医疗保险道德风险分析及其控制对策研究[D];南京医科大学;2010年
4 叶宗玲;改革开放以来中国小型私营企业诚信问题研究[D];河南理工大学;2010年
5 温新刚;基于双边道德风险规避的企业高管契约设计研究[D];山东科技大学;2010年
6 张娜;技术创新中寡头垄断企业竞争策略选择研究[D];山东科技大学;2010年
7 黄齐;量能课税原则与我国个人所得税法的完善[D];山东科技大学;2010年
8 刘园园;环境法律政策的执行机制研究[D];山东科技大学;2010年
9 贾学兰;信息不对称下的最优保险契约分析[D];山东科技大学;2010年
10 张晓庆;Fudenbery-Maskin无名氏定理与可行集的维数限制问题[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐平;;基于多变量的中国货币需求函数实证分析[J];财经科学;2007年06期
2 张志彦;李俊峰;;关联规则挖掘在学生成绩分析中的应用[J];科技和产业;2009年05期
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6 余官定,张朝阳,仇佩亮;信道粒度可变的分块自适应OFDM传输系统[J];电路与系统学报;2004年05期
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9 张春飞;;WiFi技术的原理及未来发展趋势[J];数字社区&智能家居;2008年11期
10 胡兵;;嵌入式智能无线接入点系统的设计[J];电脑知识与技术;2010年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏素;产品定价的理论与方法研究[D];重庆大学;2001年
2 高飞;关联规则挖掘算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
3 尚宇红;博弈论前史研究[D];西北大学;2003年
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5 王彬;TCP/IP网络拥塞控制策略研究[D];浙江大学;2004年
6 陈绍刚;两类差别定价方法的理论拓展及应用研究[D];电子科技大学;2004年
7 肖迪;混沌理论在数字产品安全中的应用研究[D];重庆大学;2005年
8 王晓利;无线通信系统中跨层优化技术的研究[D];北京邮电大学;2006年
9 岳晓宁;通信网络流量控制与激励价控策略研究[D];东北大学;2006年
10 张惠娟;基于博弈论的可生存网络资源管理研究[D];西安电子科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周丹;异构无线网络中网络选择算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 吴霜;基于博弈论的认知无线电资源管理技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 徐文涛;LTE-A系统多小区联合调度算法仿真研究[D];西南交通大学;2011年
4 王曙光;LTE系统中无线接纳控制的研究[D];西南交通大学;2011年
5 张建红;LTE系统下行波束形成技术的研究[D];西安科技大学;2011年
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8 黄进;关联规则数据挖掘算法的研究[D];西南交通大学;2003年
9 姜晓雷;银行代收电信话费业务系统的设计与实现[D];吉林大学;2004年
10 游爱民;移动通信系统中无线资源管理的研究及FuTURE资源管理软件的实现[D];东南大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 冯坚;王书田;林日光;;一种TCP博弈模型的Nash均衡存在性分析与仿真[J];计算机技术与发展;2009年11期
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1 刘娇蛟;异构无线网络协作接入的多速率控制[D];华南理工大学;2012年
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1 王霞;青少年网络生态文明教育研究[D];广西师范学院;2010年
2 郑海燕;基于跨层设计的无线Mesh网络拥塞控制策略研究[D];重庆邮电大学;2011年
3 姜晓旭;基于用户行为的网络广告点击欺骗检测与研究[D];西安科技大学;2011年
4 李力;基于局域信息少数者博弈的拥塞控制策略研究[D];华中科技大学;2011年
5 邓媛;基于博弈论的异构网络功率控制技术研究[D];华南理工大学;2011年
6 左家伟;网络社会群落的生态稳定性研究[D];北京交通大学;2008年
7 沈菲飞;高校BBS的网络健康传播研究[D];中国科学技术大学;2009年
8 姚敏;网络社会生态系统的驱动力机制研究[D];北京交通大学;2010年
9 冯军维;网络社会生态系统中网民与网络环境的协调发展研究[D];北京交通大学;2010年
10 刘娟;网络社会生态系统的稳定性评价研究[D];北京交通大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 傅晓明,张尧学,马洪军,赵艳标;一种基于市场模型的网络带宽分配方法[J];电子学报;1999年09期
2 张尧学,盖峰;高速信息网络关键技术──成组广域广播与QoS控制[J];电子学报;1995年10期
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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【相似文献】
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1 姚宗信;李明;陈宗基;;基于博弈论模型的多机协同对抗多目标任务决策方法[J];航空计算技术;2007年03期
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7 周大铨;苗辉;何晓东;;博弈模型在传感器网络安全中的应用[J];信息安全与通信保密;2006年11期
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10 李亚林;袁声莉;;现代服务业集群发展问题研究:一个集群品牌维护的博弈模型分析[A];中部崛起与现代服务业——第二届中部商业经济论坛论文集[C];2008年
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5 施冉;国际关系研究中的实证主义方法[N];中国社会科学院院报;2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁川;基于博弈论的营销渠道协作研究[D];西南财经大学;2009年
2 李磊;具有图结构的两个合作和非合作的博弈论模型[D];南开大学;2012年
3 魏蛟龙;基于博弈论的网络资源分配方法研究[D];华中科技大学;2004年
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5 赵璧;博弈论视角下的重译者策略空间[D];上海外国语大学;2012年
6 何增镇;基于Multi-Agent与博弈论的城市交通控制诱导系统及其关键技术研究[D];中南大学;2010年
7 刘建美;诱导条件下的路径选择行为及协调方法研究[D];天津大学;2010年
8 梁彤;企业协作过程中的博弈行为分析[D];天津大学;2010年
9 钟立新;基于博弈模型的复杂系统动力学研究[D];浙江大学;2006年
10 李群峰;知识型企业合作剩余分配讨价还价博弈分析[D];首都经济贸易大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周黎辉;研究认知无线电频谱共享的博弈论方法[D];昆明理工大学;2011年
2 杨关荻;基于博弈论的认知无线电频谱资源管理算法研究[D];湖北工业大学;2012年
3 王海龙;基于博弈论的认知无线电频谱共享算法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 贾亚男;基于博弈论和证据理论的动态频谱分配算法[D];大连海事大学;2012年
5 朱乐群;基于博弈论的索马里海盗活动区域海军护航选择研究[D];大连海事大学;2013年
6 庄彦;认知无线电中基于博弈论的功率控制算法研究[D];南京邮电大学;2011年
7 夏秋粉;基于博弈论的网格资源调度算法的研究[D];大连理工大学;2011年
8 胡竞;基于博弈论的可变剪接预测算法研究[D];福建农林大学;2013年
9 朱倩;基于博弈论的企业供应链管理[D];长安大学;2010年
10 李平;基于博弈论的行人过街冲突模型研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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