面向用户体验质量的无线网络资源优化研究

With the rapid development of mobile Internet, the types and amount of services have significantly increased recently, which pose the great challege to wireless communication systems . In order to effieciently explore the limited wireless resources and provide the good quality of experience (QoE) to users, it is necessary to study the QoE-aware wireless resource allication optimzation. Firstly, considering the effects including multiple objective and subjective factors, we propose to use an unified framework for evaluating the quality of wireless services, and QoE evaluation models for typical services can be obtained by the self-learning process. Next, the dynamic behavior of wireless network is analyzed by applying stochastic Petri net theory, which can be used together with the QoE model to build up the optimization problem. Moreover, the optimization problem may be transformed and finally be solved. Our research can provide the essential theoretical guide in improving the QoE performances in wireless networks with multi-services.

近年来，移动互联网的业务类型层出不穷，其业务量不断增长，给无线通信系统提出了巨大的挑战。为了有效利用有限的无线资源给用户提供高质量业务体验质量(QoE)，有必要研究面向QoE的无线网络资源优化和设计。 首先，综合考虑多个客观因素以及用户主观因素，本课题提出采用统一的无线业务体验质量评价方法，通过自学习获得各种无线业务的QoE模型。然后，利用随机Petri网对无线网络的动态行为进行建模分析，并结合前述的QoE评价模型，构造无线资源分配的优化问题；同时，对优化问题进行合理转化并求解。通过本课题的研究，可为多业务无线网络如何提高用户业务体验质量提供重要的理论指导。

随着移动通信系统的发展和互联网技术的不断创新，移动互联网业务发展迅速，业务种类和用户的快速增长对无线通信网络提出了新的要求。多媒体业务在无线网络中的广泛应用，使得用户体验质量（QoE，Quality of Experience）的好坏已经成为衡量一个网络和业务品质的关键因素，各服务提供商已经意识到，只有提供深度个性化的服务，才能满足用户多元化和差异性的需求。为了有效利用有限的无线资源给用户提供高质量业务体验质量(QoE)，有必要研究面向QoE的无线网络资源优化和设计。.本课题首先综合考虑多个客观因素以及用户主观因素，提出了一套统一的无线业务体验质量评价体系，该体系主要由三个步骤组成：样本采集、数据分析以及模型验证。本课题对每一个步骤的具体操作过程、输入、产出等关键技术都做出了科学而详细的论证。然后，利用该体系，选取典型的实时业务和非实时业务，分别对视频和网页浏览业务建立了QoE评价模型。.接下来利用随机 Petri 网对单业务场景下无线网络的动态行为进行了建模分析，并结合前述的 QoE 评价模型，构造了无线资源分配的优化问题；同时，对优化问题进行了合理转化并求解。在此基础上考虑多种业务之间的公平性，对多业务场景下的无线网络优化问题建模并求解。最后，根据上述研究结果，本课题分别选取了几种单业务和多业务的典型场景，进行了QoE建模与网络性能优化。