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《华中科技大学》 2009年
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非对称数字用户线网络资源分配与计费

刘瑛梅  
【摘要】:通信网络正朝着高速传输能力的方向发展,特别是随着具有巨大传输能力的光纤通信技术的采用,网络容量得到了空前的提高,随之而来的是对多媒体业务的需求如视频业务和大量数据业务的迅猛增长。为满足用户需求,大量电话网、有线电视网和计算机网络(如Internet)已逐渐演变成为业务融合的网络,融合的信息网络环境可以通过统一的传输系统支持不同种类业务的传输。然而,业务类型不同对网络传输的要求也不同,这些对传输质量有着不同要求的业务共享网络资源,对于网络资源管理提出了更为复杂的要求。另一方面,由于业务融合的通信网络面对大量最终用户,多用户和多通信服务种类也增加了收费的复杂性,网络的计费机制也成为一个关注热点。 本文认为价格信号可以被看作一种激励机制,用来调节有不同服务质量要求的多业务多用户的传输行为,计费本身就可以作为一种资源分配机制。基于这种思想,本研究从经济学角度分析了基于ATM技术的ADSL电信接入网网络资源分配与计费策略的关联运作机制,研究重点如下: ADSL网络业务的不同服务等级的带宽分配和计费策略研究,采用改进的巴黎地铁定价(Paris Metro Pricing)方法,通过设定不同的价格,由用户经过非合作博弈选择自动获得不同的服务质量(QoS)等级。同时,在满足用户业务等级自选达到稳定均衡并且能够决定等级间服务质量差异的价格策略下,实行对不同等级业务的带宽分配,实现网络提供商在一定资源约束下的收益最大化。通过仿真证明,这种资源分配方案相对于目前业界普遍实施的另外两种资源分配方法能够更好地保障高等级业务质量并产生更高的收益。 作为前一个研究方面的深入,本文探讨了多用户竞争情况下同质(同等级内部)业务非中心化的带宽资源分配和计费阎题,利用ATM(Asynchronous Transfer Mode)技术中基于虚电路(Virtual Circuit:vC)和虚通道(Virtual Path:VP)的结构和资源管理形式,将网络运营商和用户建立为一个斯坦克尔伯格博弈模型(Stackelberg Game),将一个全局流量控制优化问题分成了几个子问题,而子问题的解决方案构成整体优化问题的帕累托状态解决方案。通过与目前普遍使用的固定价格策略的对比,可得出斯坦克尔伯格博弈模型(Stackelberg)策略在质量保障和质量控制方面有明显优势,并且能取得更高的整体收益。 本论文还研究了用户方拍卖形式的业务流分配方式在ADSL网络中业务传输拥塞时的链路共享中的应用。本文从业务流量控制的共享准则与业务的计费方式结合出发,提出了基于拍卖模型的业务连接接纳控制策略,并根据用户出价的高低采用广义第二价格进行资源分配,论证了用户报价纳什均衡策略的存在,其中标价格也可同时作为业务传输收费价格参考的合理性。 本文的研究将经济学理论与通信领域的网络管理技术问题结合在一起进行了考虑,研究结果可望在网络基于QoS的分散计费和网络资源管理中获得应用。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:F224;F626

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