合作、绿色的异构无线网络的自适应资源分配

In future network, there are many wireless communication systems to provide users with a heterogeneous network environment, comprising a wireless personal area network, wireless local area network (WLAN), wireless metropolitan area network, public mobile communication network, satellite network, and the Ad Hoc network, wireless sensor network and so on. How to solve source allocation problem of heterogeneous wireless network, is the key to realize the organic integration of heterogeneous wireless network. Cooperative, green heterogeneous wireless network is the trend of future network development. How to solve the resource allocation problem in heterogeneous wireless network is the key of realization of organic integration of cooperation green heterogeneous wireless network. The project studies the heterogeneous wireless network resource allocation problems in order to solve the problems with high delay, high energy consumption, low rate and other issues. We consider flexible allocation and dynamic adjustment of available network resource. Based on cooperation mechanisms, the project studies the problems as fowlling： 1 ) A cooperative differential game model based on adaptive resource allocation scheme will be proposed.This scheme uses the fairness among users and benefit allocation rationality to allocate resource and solves the multi-objective optimal trade-off between multi-objective in cooperation green, heterogeneous wireless network environment. 2) Based on random super network model, the project researches cooperation mechanisms to maximize the throughput of network problems. And design multi-layers adaptive resource allocation scheme. 3) Based on cognitive radio technology, we will design the dynamic spectrum allocation algorithm in heterogeneous wireless networks, the algorithm consider minimizing the network energy consumption and multi-channel enveriment. 4) This project establish evaluation system of heterogeneous wireless resource allocation schemes. Based on multi-dimensional hyper plane,we will design a unified, comprehensive performance evaluation system.

合作、绿色的异构无线网络融合是未来网络技术发展的必然趋势。而如何解决异构化网络资源的分配问题，是实现合作、绿色异构无线网络的有机融合的关键。本项目为了解决异构无线网络的高延迟、高消耗、低速率等问题，深入研究异构无线网络的资源分配问题，灵活分配和动态调整网络可用资源，建立合作机制，设计了：1) 建立基于合作微分博弈模型的自适应资源分配方案。该方案在合作、绿色的异构无线网络环境下，利用用户间公平性和效益分配合理性来分配网络资源，解决了多目标优化之间的权衡问题。2) 创建基于随机超网络模型，研究合作机制下极大化网络吞吐量的问题，设计多层多域的自适应资源分配方案。3) 利用认知无线电技术，动态频谱分配异构无线网络资源，极小化网络能量消耗，实现绿色高效的异构无线网络目标。4) 建立异构无线网络资源分配方案的效能综合评价体系。在多维超平面上建立多目标之间的关系表达式，从而建立一个全方位的性能评价体系。

合作、绿色的异构无线网络融合是未来网络技术发展的必然趋势。而如何解决异构化网络资源的分配问题，是实现合作、绿色异构无线网络的有机融合的关键。本项目为了解决异构无线网络的高延迟、高消耗、低速率等问题，深入研究异构无线网络的资源分配问题，灵活分配和动态调整网络可用资源，建立合作机制，本项目组已经如期完成了如下研究内容：.1) 建立基于合作微分博弈模型的自适应资源分配方案。该方案在合作、绿色的异构无线网络环境下，利用用户间公平性和效益分配合理性来分配网络资源，解决了多目标优化之间的权衡问题。.2) 创建基于随机超网络模型，研究合作机制下极大化网络吞吐量的问题，设计多层多域的自适应资源分配方案。.3) 利用认知无线电技术，动态频谱分配异构无线网络资源，极小化网络能量消耗，实现绿色高效的异构无线网络目标。. 本项目的重要结果如下：.1) 建立了基于合作微分博弈模型的自适应资源融合方案. 该方案在合作、绿色的异构网络环境下，利用用户间公平性和效益分配合理性来分配网络资源，解决了多目标优化之间的权衡问题；.2）创建了基于随机超网络模型的自适应资源融合方案；.建立异构网络的随机冲突超图模型，采用随机动态调度算法，结合速率分配算法进行超链路资源分配与整合，在速率分配算法中，建立合作微分博弈模型，并基于该模型进行速率分配。.3)设计了基于能量优化的异构网络的资源融合算法。利用认知无线电技术，动态频谱分配异构网络资源，极小化网络能量消耗，实现高效的异构网络目标。.本项目的科学意义：. 通过本项目的研究可以推动未来网络融合的进一步发展，同时，也为物联网的发展提供了理论支持。因为，异构环境下的资源融合问题一直是个悬而未决的难题。如何设计好资源融合方案直接影响着下一代网络的网络性能与整体质量问题。. 同时，资源融合算法设计为异构网络关键技术发展提供一系列有参考借鉴意义和实际价值的研究结果和结论，大量降低网络的资金开销和运营开销。