适用于宽带网络波形的基于定价策略的时隙选择
发布时间：2022-02-15 09:00
针对宽带网络波形（Wideband Networking Waveform,WNW）的多信道二维时频资源,以减小网络资源浪费为优化目标,提出了一种基于定价策略的时隙选择方法（Pricing Strategy Based Slot Selection,PSSS）。该方法通过接纳控制保障资源分配的公平性,采用对偶优化建模与椭圆搜索法实现最优的时隙选择。理论分析证明该方法能够在多项式级别时间复杂度内搜索到时隙选择的最优解。仿真结果表明,提出的PSSS算法通过较低资源浪费获得了较低的容量冗余度,能够有效地解决WNW多信道网络的时隙选择问题。
【文章来源】：电讯技术. 2019,59(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【图文】：
USAP协议的帧结构
米钣沤猓?奔?复杂度为O(2SF(J+1))，从而本文提出的方法能够显著地提升获取最优解的收敛速度。在启发式算法中，任意传输需求能够在O(FS)次迭代中搜索出时隙分配结果，并更新剩余的j个传输需求的可用时隙资源，每个更新的时隙复杂度为O(FS·j)，则总时间复杂度为O(FSJ(J+1)/2)。4．3仿真分析4．3．1网络配置以文献［8］中提出的WNW基本参数与仿真测试场景为基础，并结合实际网络参数对网络进行配置，不失一般性与代表性。典型的网络场景如图2所示，16个节点在100km×100km的组网区域内呈网格均匀分布。USAP帧结构的配置参数如表1所示，其中时隙长度为8ms，M=32。图2典型网络场景表1USAP帧结构的配置参数信道号f传输速率/(kb·s－1)最大通信距离/km01282241256160251211231×1038042×1035654×10340在需求产生模型上，假定战术协同任务中每个节点根据战术信息交互的需要，在一次时隙分配周期内产生K个传输需求(包括单播与广播)，K服从均值为3的均匀分布。对单个传输需求，定义容量需求因子A来表示表2中包含的所有类型的业务产生的概率，A∈［0，1］。在接纳控制中，将额定需求容量Ｒth设置为1．4Mb/s。表2传输需求的配置参数业务类别容量需求/(kb·s－1)优先级战术话音类10最高指令类50次高图片类250中等视频类1×103最低4．3．2结果分析以典型场景图2中节点n6为例，图3给出了PSSS算法与启发式算法的容量分配结果。图3中的数据点由1000次运行的结?
畲蠡?试蠢?寐实挠呕?勘?。为了进一步分析网络资源占用的效果，定义容量冗余度=(分配的容量－接纳控制后的容量需求)/接纳控制后的容量需求。容量冗余度越小，表明选择的时隙资源更恰当，资源利用率越高。图4给出了PSSS算法与启发式算法的容量冗余度的柱状图，从图中可看出PSSS算法的容量冗余度明显优于启发式算法，PSSS算法在所有容量需求范围内的容量冗余度能稳定在2%左右，而启发式算法的容量冗余度随着容量需求的变化在6%～12%之间变化。图4容量冗余度分析图5给出了典型场景下PSSS算法某一次运行得到的时隙选择结果，可以看出节点n6选择了ＲB(30，2)用于广播发送，选择了ＲB(18，4)向节点n2发送，选择了ＲB(6，5)与ＲB(17，5)向节点n7发送，选择了ＲB(1，5)、ＲB(13，5)等多个时隙向节点n10发送。图5时隙选择结果示例5结束语在WNW中，优化时隙选择方法对提高网络资源利用率非常重要。本文针对WNW的多信道二维资源结构，利用USAP协议的可用时隙资源的判定方法，提出了一种基于定价策略的时隙选择方法。仿真结果表明，本文提出的PSSS算法为WNW提供了一种有效的时隙资源选择方法，在尽量满足传输容量需求的情况下，充分考虑网络公平性，利用对偶优化与椭圆搜索方法获得最优解，具有较低的容量冗余度，达到了减小网络资源占用、最大化资源利用率的优化目标，在多信道组网资源优化方面具有较强的工程应用价值。但是由于WNW的时隙选择的研究仍处于初级阶段，如何兼顾选择的均匀性、稳定性等指标进行多目标联合优化
【参考文献】：
博士论文
[1]基于网络定价策略的通信网资源分配研究[D]. 许航天.北京邮电大学 2007
本文编号：3626338
【文章来源】：电讯技术. 2019,59(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【图文】：
USAP协议的帧结构
米钣沤猓?奔?复杂度为O(2SF(J+1))，从而本文提出的方法能够显著地提升获取最优解的收敛速度。在启发式算法中，任意传输需求能够在O(FS)次迭代中搜索出时隙分配结果，并更新剩余的j个传输需求的可用时隙资源，每个更新的时隙复杂度为O(FS·j)，则总时间复杂度为O(FSJ(J+1)/2)。4．3仿真分析4．3．1网络配置以文献［8］中提出的WNW基本参数与仿真测试场景为基础，并结合实际网络参数对网络进行配置，不失一般性与代表性。典型的网络场景如图2所示，16个节点在100km×100km的组网区域内呈网格均匀分布。USAP帧结构的配置参数如表1所示，其中时隙长度为8ms，M=32。图2典型网络场景表1USAP帧结构的配置参数信道号f传输速率/(kb·s－1)最大通信距离/km01282241256160251211231×1038042×1035654×10340在需求产生模型上，假定战术协同任务中每个节点根据战术信息交互的需要，在一次时隙分配周期内产生K个传输需求(包括单播与广播)，K服从均值为3的均匀分布。对单个传输需求，定义容量需求因子A来表示表2中包含的所有类型的业务产生的概率，A∈［0，1］。在接纳控制中，将额定需求容量Ｒth设置为1．4Mb/s。表2传输需求的配置参数业务类别容量需求/(kb·s－1)优先级战术话音类10最高指令类50次高图片类250中等视频类1×103最低4．3．2结果分析以典型场景图2中节点n6为例，图3给出了PSSS算法与启发式算法的容量分配结果。图3中的数据点由1000次运行的结?
畲蠡?试蠢?寐实挠呕?勘?。为了进一步分析网络资源占用的效果，定义容量冗余度=(分配的容量－接纳控制后的容量需求)/接纳控制后的容量需求。容量冗余度越小，表明选择的时隙资源更恰当，资源利用率越高。图4给出了PSSS算法与启发式算法的容量冗余度的柱状图，从图中可看出PSSS算法的容量冗余度明显优于启发式算法，PSSS算法在所有容量需求范围内的容量冗余度能稳定在2%左右，而启发式算法的容量冗余度随着容量需求的变化在6%～12%之间变化。图4容量冗余度分析图5给出了典型场景下PSSS算法某一次运行得到的时隙选择结果，可以看出节点n6选择了ＲB(30，2)用于广播发送，选择了ＲB(18，4)向节点n2发送，选择了ＲB(6，5)与ＲB(17，5)向节点n7发送，选择了ＲB(1，5)、ＲB(13，5)等多个时隙向节点n10发送。图5时隙选择结果示例5结束语在WNW中，优化时隙选择方法对提高网络资源利用率非常重要。本文针对WNW的多信道二维资源结构，利用USAP协议的可用时隙资源的判定方法，提出了一种基于定价策略的时隙选择方法。仿真结果表明，本文提出的PSSS算法为WNW提供了一种有效的时隙资源选择方法，在尽量满足传输容量需求的情况下，充分考虑网络公平性，利用对偶优化与椭圆搜索方法获得最优解，具有较低的容量冗余度，达到了减小网络资源占用、最大化资源利用率的优化目标，在多信道组网资源优化方面具有较强的工程应用价值。但是由于WNW的时隙选择的研究仍处于初级阶段，如何兼顾选择的均匀性、稳定性等指标进行多目标联合优化
【参考文献】：
博士论文
[1]基于网络定价策略的通信网资源分配研究[D]. 许航天.北京邮电大学 2007
本文编号：3626338
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3626338.html
