基于Stackelberg博弈的虚拟化无线传感网络资源分配策略

虚拟化技术可有效缓解当前无线传感网络(WSN)中资源利用率较低、服务不灵活的问题。针对虚拟化WSN中的资源竞争问题,该文提出一种基于Stackelberg博弈的多任务资源分配策略。依据所承载业务的不同服务质量(QoS)需求,量化多个虚拟传感网络请求(VSNRs)的重要程度,进而,利用分布式迭代方法,获取WSN的最优价格策略和VSNRs的最优资源需求量,最后,根据纳什均衡所确定的最优价格、最优资源分配量,对多个VSNRs分配资源。仿真结果表明,所提策略不仅能满足用户的多样化需求,而且提升了节点和链路资源利用率。

     

异构无线网络中基于Stackelberg博弈的分布式定价和资源分配算法

针对异构无线网络资源管理问题,结合多主多从Stackelberg博弈模型,提出了一种同时满足网络运营商和用户效用最大的异构无线网络定价和资源分配方案。首先设计了一种基于收益和花费的移动用户效用函数,并证明在运营商的价格确定后,效用函数满足凹函数的条件,保证了移动用户间非合作博弈的纳什均衡点存在。为了获取移动用户的最优带宽策略和运营商的最优价格策略,提出了一种分布式迭代算法。最后通过仿真实验取得了参与者的最优策略和子博弈完美纳什均衡。     

多主多从Stackelberg博弈下的边缘缓存资源分配算法

为鼓励视频服务提供商参与到缓存过程中,本文提出一种基于Stackelberg博弈的激励缓存资源分配算法。与传统激励缓存资源分配方案不同,本文考虑同时存在多个网络运营商和多个视频服务提供商,视频服务提供商从网络运营商处购买存储空间以缓存热门视频。针对该场景,本文将该激励缓存模型建模为多主多从Stackelberg博弈问题,分别构建主方和从方的效用函数,证明了在网络运营商价格确定的情况下,视频服务提供商之间的非合作博弈存在纳什均衡。文章利用分布式迭代算法对该博弈模型进行求解,获得了视频服务提供商的最优缓存策略和网络运营商的最优价格策略。仿真结果表明,本文提出的激励缓存机制可使视频服务提供商获得比其他缓存分配算法更高的单位成本收益。      

基于混合博弈的虚拟网络动态资源分配模型

传统的互联网构架模型已难以满足消费者层出不穷的新兴应用要求,网络虚拟化作为解决当前互联网僵化问题的技术手段,近年来受到了国内外新一代网络研究领域的广泛关注。如何在异构的物理环境下设计出既能满足虚拟网用户资源需求,又能最大化利用物理网络资源的资源分配算法,是网络虚拟化技术亟待解决的问题。本文根据博弈论的思想,将合作博弈与非合作博弈相结合,提出了基于混合博弈的竞争模型,并根据业务类型把虚拟网划分为不同的服务类型,提出虚拟网络资源动态分配方法。仿真结果表明,本文提出的基于混合博弈的虚拟网络动态资源分配方案相对于传统资源分配方案而言,充分利用了基础设施提供商提供的物理资源,同时有效预防链路拥塞,增加了用户满意度。     

基于Stackelberg博弈的无线资源分配算法

4G系统可以随意更改速率控制方案以满足网络应用的需要,这样在传输协议中系统不遵守速率控制规则的行为更使得4G系统能耗大大提高。针对此4G系统接入选择问题,结合单跟随者Stackelberg博弈模型,文章提出了一种使用简单的效用函数和线性代价函数的4G系统无线资源分配算法,理论证明了其收敛的特性,而且通过仿真对基于Stackelberg博弈的4G系统无线资源分配算法的运行结果进行评价,证明了该算法在纳什均衡态的稳定性,取得了4G系统的最优传输效能策略和子博弈完美纳什均衡。     

基于Stackelberg博弈的动态频谱接入控制

为了解决多主用户和多次级用户共存网络的频谱资源分配问题,提出了一种基于斯塔科尔伯格（Stackelberg）博弈的动态频谱接入控制算法。该算法通过三阶段Stackelberg博弈模拟主用户频谱竞价,博弈过程中次级用户以最大化传输速率为目的接入主用户频谱,同时设计了一种迭代过程来求解纳什均衡。实验计算与结果分析证明了纳什均衡唯一存在性的充要条件,并说明了迭代过程的收敛性以及主用户最佳效用的影响因素。     

基于SMDP的虚拟化无线传感网络资源分配策略

针对传统无线传感网络(WSN)中资源部署与特定任务的耦合关系密切从而造成较低的资源利用率问题,将虚拟化技术引入WSN,提出基于半马尔科夫决策过程(SMDP)的资源分配策略。定义虚拟化WSN的状态集、行为集、状态转移概率,考虑传感网能量受限以及完成虚拟传感网络请求(VSNR)的时间,给出奖励的表达式,并使用值迭代的方法求解特定状态下的行为,在提高资源利用率的同时最大化网络资源提供者的长期收益。数值结果表明,所提的资源分配策略能有效提高资源提供者的收益。     

基于信道定价的无线虚拟网络资源分配策略:匹配/Stackelberg分层博弈

针对分层匹配博弈不能跟踪信道变化以及循环迭代收敛慢等问题,该文提出一种基于信道定价的无线虚拟网络资源分配策略:匹配/Stackelberg分层博弈.分别以基于流带宽的用户满意度、系统带宽及切片功率作为报酬函数建立3级联合优化模型,并采用匹配/Stackelberg分层博弈求解.在博弈下层,定义移动虚拟网络操作者(MVNOs)m—切片n对mn及其与用户(UEs)的1对1匹配博弈以代替UEs与MVNOs的多对1匹配,对mn定义基于信道平均信息的切片功率价格,加速上、下一致收敛并使UEs适应信道选择最优mn,证明均衡点存在并给出了低复杂度的分布式拒绝-接收算法;在博弈上层,基于UEs与mn已匹配关系,形成基础资源提供者(InPs)与mn的Stackelberg博弈,给出了基于局部信道信息的功率定价和分配策略,使系统效用及频谱效率基于信道最优.最后定义了双层循环稳定条件及过程.仿真表明,该策略在信道跟踪、频谱效率、效用方面均优于随机定价的匹配/Stackelberg分层博弈以及传统分层匹配博弈.     

基于信道定价的无线虚拟网络资源分配策略:匹配/Stackelberg分层博弈

针对分层匹配博弈不能跟踪信道变化以及循环迭代收敛慢等问题,该文提出一种基于信道定价的无线虚拟网络资源分配策略:匹配/Stackelberg分层博弈。分别以基于流带宽的用户满意度、系统带宽及切片功率作为报酬函数建立3级联合优化模型,并采用匹配/Stackelberg分层博弈求解。在博弈下层,定义移动虚拟网络操作者(MVNOs)m—切片n对m_n及其与用户(UEs)的1对1匹配博弈以代替UEs与MVNOs的多对1匹配,对\begin{document}${m_n}$\end{document}定义基于信道平均信息的切片功率价格,加速上、下一致收敛并使UEs适应信道选择最优,证明均衡点存在并给出了低复杂度的分布式拒绝-接收算法;在博弈上层,基于UEs与已匹配关系,形成基础资源提供者(InPs)与的Stackelberg博弈,给出了基于局部信道信息的功率定价和分配策略,使系统效用及频谱效率基于信道最优。最后定义了双层循环稳定条件及过程。仿真表明,该策略在信道跟踪、频谱效率、效用方面均优于随机定价的匹配/Stackelberg分层博弈以及传统分层匹配博弈。     

基于Stackelberg博弈的WCDMA网络收益最大化计费的研究

该文研究了在WCDMA网络中如何选择价格来最大化网络收益.没有采用拥塞相关的计费,而是对每个用户有效传输的单位吞吐量收取固定的费用,但每个用户的传输速率是网络拥塞和单位带宽价格的函数,并在此基础上提出了用户净效用函数.利用Stackelberg博弈,建模网络与用户之间的交互,即一方面网络管理者设定价格,以便实现收益最大化,而用户通过自优化效用函数来寻找新的均衡点对此做出响应.本文提供了网络收益与接纳用户数目的定量关系,并研究了网络降低用户传输速率以增大网络容量和拥塞控制的经济动机.     

异构蜂窝网络中基于Stackelberg博弈的能效优化算法

设备到设备(Device To Device,D2D)通信允许移动终端无需通过基站而进行直接通信。为提高蜂窝系统能效,引入D2D通信共享频谱资源形成异构蜂窝网络。本文将D2D通信的能效优化问题转化为博弈收益最大化问题,并提出了一种基于Stackelberg博弈的分布式功率控制算法。针对系统模型中存在的跨层干扰以及层内干扰,该算法建立了干扰价格系数与D2D对发送功率之间的函数关系,并求解出给定干扰价格系数下D2D对最佳发送功率的闭合表达式。仿真结果表明所提算法能够在最大化基站端蜂窝用户收益的基础上有效提高D2D对的总能效。      

网络虚拟化中动态资源分配算法研究

针对网络虚拟化中资源分配问题,提出一种动态的资源分配算法。算法根据物理节点平均负载差异度,结合当前物理网络容忍的节点负载差异动态地进行虚拟节点迁移,并通过综合影响因子为虚拟节点选择合适的目标宿主,减少虚拟节点迁移对物理链路带宽和虚拟链路时延的影响。仿真实验表明,该算法能使物理节点上的负载分布均衡,同时对时延和带宽的影响较小。     

基于网络切片的网络效用最大化虚拟资源分配算法

为了实现网络资源的动态分配,提高网络资源利用率,满足用户业务多样性带来的切片网络差异需求,该文提出一种基于网络效用最大化的虚拟资源分配算法。该算法采用商业化模式将频谱资源作为收益载体,并对不同切片网络进行差异化定价。同时将计算资源和回程链路作为开销,还考虑了切片网络对计算资源和频谱资源的差异性需求,最后以最大化网络收益建立效用模型。并通过拉格朗日对偶分解设计了分布式迭代算法对效用模型进行求解。仿真结果表明,该算法提高了服务用户比例,并使得网络资源获得最大收益。     

基于广义纳什讨价还价解的资源分配方法

为不同业务提供不同的服务质量保证(QoS)是IEEE 802.16无线Mesh网络关键问题。针对IEEE 802.16无线Mesh网络分布式资源分配问题,文中提出了一种基于广义纳什讨价还价解的资源分配方法。此方法结合多射频多信道的协议干扰模型,利用广义纳什讨价还价解,联合信道分配和自适应调制编码技术(AMC),定义业务端到端流量的效用函数,根据业务不同的讨价还价能力来提供业务的QoS保证。通过拉格朗日对偶原理,各个用户在分布式的情况下对对偶问题进行求解获得各自的速率分配方案,使用户在分布式的情况下以合作方式竞争资源,既能保证高优先级流的QoS,并使网络整体性能达到帕累托最优。实验结果表明所提方法能兼顾网络性能和用户优先级。     

基于排队理论的云计算资源分配模型的纳什均衡优化方法研究

为优化云计算系统在资源分配中的均衡性,不断提升资源提供者的收益,文章提出以排队理论为基础的云计算资源模型。将云计算等待队列的距离当作资源调度的基础,进而融合了纳什均衡理论对模型的资源调度策略展开合理性分析,并有针对性地提出合理优化的资源调度方法,并将其和分布式计算架构Hadoop当中的资源分配方式进行对比,进而得到实验结果。实验结果表明,和其他几种算法相比,本次研究提出的改进资源分配算法不仅能够满足用户对资源共享提出的需求,还能够满足资源提供者对提升系统响应时间提出的需要。     

基于Stackelberg Game诱导策略的网络调度算法

首先建立了网络Stackelberg Game模型,分析了该模型下Nash均衡的存在性,给出了网络的队最优解.在网络资源管理中,引入基于Stackelberg Game的网络诱导策略,利用动态博弈和多次逐步诱导的方法,提出了一种网络由一般状态到最优运行状态的动态调度算法.队最优解保证了网络在最优运行状态下的稳定性.数值仿真验证了该算法的有效性.     

未来网络虚拟化关键技术研究

网络虚拟化可使得多个服务提供商动态组合多个异构的共存却相互隔离的虚拟网。文章提出一种支持上下文感知的网络虚拟化实现方法,通过虚拟化网络资源和动态资源分配与控制技术建立底层资源与上层服务之间的映射关系,通过虚拟化层在应用层和底层基础网络间形成透明的隔离,同时采用认知管理的方式对虚拟化网络进行动态控制,以改善和提升互联网能力,满足端对端服务质量、安全性、可管理性等需求。     

网络功能虚拟化网络功能虚拟化:基于虚拟化的中间件盒子

基于虚拟化的中间件盒子的模型,采用x86架构的电脑硬件设备,依托虚拟化平台构建了一种集成了路由器、语音服务器、虚拟桌面等服务的虚拟中间件盒子。该虚拟中间件盒子采用了中间件盒子的概念,即在标准的服务器上运行开源的虚拟化平台,如XEN、KVM等,并运用网络功能虚拟化(NFV)的理念和软件定义网络(SDN)的理念进行控制管理,最终实现为每个组织、企业、个人提供虚拟通信网络服务(网络功能虚拟化)和虚拟运营服务。     

基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知算法

随着移动设备的增多,认知无线电技术诞生,而频谱感知是认知无线电技术中的重要一环。本文将群智感知和频谱感知结合,提出了一种基于Stackelberg博弈的多任务协作频谱感知算法。该算法将融合中心(平台)与次用户分别建模为Stackelberg博弈领导者和从属者。在领导者博弈中,平台给次用户发布最优的报酬值以获得最佳的效用;在从属者博弈中,本文着重考虑了剩余能量对次用户的影响,次用户在平台给的报酬下改变感知时间以获得最优的效用。仿真结果表明,该算法可以提高融合中心对频谱的检测概率。