針對寬帶網(wǎng)絡(luò)波形（Wideband Networking Waveform,WNW）的多信道二維時頻資源,以減小網(wǎng)絡(luò)資源浪費為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種基于定價策略的時隙選擇方法（Pricing Strategy Based Slot Selection,PSSS）。該方法通過接納控制保障資源分配的公平性,采用對偶優(yōu)化建模與橢圓搜索法實現(xiàn)最優(yōu)的時隙選擇。理論分析證明該方法能夠在多項式級別時間復(fù)雜度內(nèi)搜索到時隙選擇的最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明,提出的PSSS算法通過較低資源浪費獲得了較低的容量冗余度,能夠有效地解決WNW多信道網(wǎng)絡(luò)的時隙選擇問題。 

【文章來源】：電訊技術(shù). 2019,59(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【圖文】：

USAP協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)

米鈑漚猓?奔?復(fù)雜度為O(2SF(J+1))，從而本文提出的方法能夠顯著地提升獲取最優(yōu)解的收斂速度。在啟發(fā)式算法中，任意傳輸需求能夠在O(FS)次迭代中搜索出時隙分配結(jié)果，并更新剩余的j個傳輸需求的可用時隙資源，每個更新的時隙復(fù)雜度為O(FS·j)，則總時間復(fù)雜度為O(FSJ(J+1)/2)。4．3仿真分析4．3．1網(wǎng)絡(luò)配置以文獻(xiàn)［8］中提出的WNW基本參數(shù)與仿真測試場景為基礎(chǔ)，并結(jié)合實際網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，不失一般性與代表性。典型的網(wǎng)絡(luò)場景如圖2所示，16個節(jié)點在100km×100km的組網(wǎng)區(qū)域內(nèi)呈網(wǎng)格均勻分布。USAP幀結(jié)構(gòu)的配置參數(shù)如表1所示，其中時隙長度為8ms，M=32。圖2典型網(wǎng)絡(luò)場景表1USAP幀結(jié)構(gòu)的配置參數(shù)信道號f傳輸速率/(kb·s－1)最大通信距離/km01282241256160251211231×1038042×1035654×10340在需求產(chǎn)生模型上，假定戰(zhàn)術(shù)協(xié)同任務(wù)中每個節(jié)點根據(jù)戰(zhàn)術(shù)信息交互的需要，在一次時隙分配周期內(nèi)產(chǎn)生K個傳輸需求(包括單播與廣播)，K服從均值為3的均勻分布。對單個傳輸需求，定義容量需求因子A來表示表2中包含的所有類型的業(yè)務(wù)產(chǎn)生的概率，A∈［0，1］。在接納控制中，將額定需求容量Ｒth設(shè)置為1．4Mb/s。表2傳輸需求的配置參數(shù)業(yè)務(wù)類別容量需求/(kb·s－1)優(yōu)先級戰(zhàn)術(shù)話音類10最高指令類50次高圖片類250中等視頻類1×103最低4．3．2結(jié)果分析以典型場景圖2中節(jié)點n6為例，圖3給出了PSSS算法與啟發(fā)式算法的容量分配結(jié)果。圖3中的數(shù)據(jù)點由1000次運行的結(jié)?

畬蠡?試蠢?寐實撓嘔?勘?。為了進(jìn)一步分析網(wǎng)絡(luò)資源占用的效果，定義容量冗余度=(分配的容量－接納控制后的容量需求)/接納控制后的容量需求。容量冗余度越小，表明選擇的時隙資源更恰當(dāng)，資源利用率越高。圖4給出了PSSS算法與啟發(fā)式算法的容量冗余度的柱狀圖，從圖中可看出PSSS算法的容量冗余度明顯優(yōu)于啟發(fā)式算法，PSSS算法在所有容量需求范圍內(nèi)的容量冗余度能穩(wěn)定在2%左右，而啟發(fā)式算法的容量冗余度隨著容量需求的變化在6%～12%之間變化。圖4容量冗余度分析圖5給出了典型場景下PSSS算法某一次運行得到的時隙選擇結(jié)果，可以看出節(jié)點n6選擇了ＲB(30，2)用于廣播發(fā)送，選擇了ＲB(18，4)向節(jié)點n2發(fā)送，選擇了ＲB(6，5)與ＲB(17，5)向節(jié)點n7發(fā)送，選擇了ＲB(1，5)、ＲB(13，5)等多個時隙向節(jié)點n10發(fā)送。圖5時隙選擇結(jié)果示例5結(jié)束語在WNW中，優(yōu)化時隙選擇方法對提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率非常重要。本文針對WNW的多信道二維資源結(jié)構(gòu)，利用USAP協(xié)議的可用時隙資源的判定方法，提出了一種基于定價策略的時隙選擇方法。仿真結(jié)果表明，本文提出的PSSS算法為WNW提供了一種有效的時隙資源選擇方法，在盡量滿足傳輸容量需求的情況下，充分考慮網(wǎng)絡(luò)公平性，利用對偶優(yōu)化與橢圓搜索方法獲得最優(yōu)解，具有較低的容量冗余度，達(dá)到了減小網(wǎng)絡(luò)資源占用、最大化資源利用率的優(yōu)化目標(biāo)，在多信道組網(wǎng)資源優(yōu)化方面具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價值。但是由于WNW的時隙選擇的研究仍處于初級階段，如何兼顧選擇的均勻性、穩(wěn)定性等指標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)聯(lián)合優(yōu)化

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]基于網(wǎng)絡(luò)定價策略的通信網(wǎng)資源分配研究[D]. 許航天.北京郵電大學(xué) 2007



本文編號：3626338