【摘 要】
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在互联网以及信息技术飞速发展的今天,无线通信已成为人们沟通交流的主要方式之一.在无线通信交流中,点对点（P2P）无线通信使得网络上的沟通交流、共享和交互变得更容易、更直接.P2P无线通信是指两个通信节点之间的通信连接,由基站宏观调控它们之间的数据传输.例如在电话呼叫中,其中一部电话与另一部电话相连,一个呼叫者所说的话只能被另一个听到.P2P无线通信在无线传输通信方面的应用非常广泛.在P2P无线通信
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在互联网以及信息技术飞速发展的今天,无线通信已成为人们沟通交流的主要方式之一.在无线通信交流中,点对点（P2P）无线通信使得网络上的沟通交流、共享和交互变得更容易、更直接.P2P无线通信是指两个通信节点之间的通信连接,由基站宏观调控它们之间的数据传输.例如在电话呼叫中,其中一部电话与另一部电话相连,一个呼叫者所说的话只能被另一个听到.P2P无线通信在无线传输通信方面的应用非常广泛.在P2P无线通信中,由于阴影、多路径传播、多用户干扰和移动性的影响,无线通信信道通常是相关衰落的,而利用对无线网络的优化,提高信道利用率进行跨层优化是一个重要问题.在衰落信道随时间相关的无线网络中,在物理层对信道状态信息（CSI）进行量化的技术,被用于媒体接入控制（MAC）层的最优传输调度.换句话说,CSI和驻留在衰落过程中的信道存储器都用于跨层单用户（即P2P）的最优传输调度.在衰减信道上的P2P无线通信中,通信节点中传输失败的数据包允许进行重传,即当数据包由于信道因素传输失败时,可以进入传输队列等待重新传输.在离散时间系统中,可以用有限状态下的马尔可夫链（FSMC）对信道模型进行建模.本文研究了衰落信道下P2P实时通信的传输调度问题.具体而言,假设每个具有严格时延的传输任务随机到达系统,考虑无线通信系统在时延约束下进行传输的最优调度策略,使系统的总折现期望收益最大化.该通信模型可以构建为一个马尔可夫决策过程（MDP）,随着通信节点传输数据包的增大和通信用户数量的增多,导致MDP体系结构的维数灾难.为了解决这一难题,基于单用户数据传输模型的MDP以及多用户下用户通信模型的MDP,重构为Restless Bandit Process（RBP）以及Restless Mult-Arm Bandit（MRAB）来对传输调度模型进行优化.本文证明了P2P无线传输通信中Whittle索引的存在性,并在此基础上,得到了基于Whittle索引的传输调度策略的封闭解.最后,通过数值实验验证了基于Whittle索引的传输调度算法的有效性,同时也表明本文提出的传输调度算法具有较低的计算复杂度,与MDP方法相比,大大降低了时间损耗.同时,在面临MDP维数灾难的情况下,该算法也能够有效的得出最优的传输调度策略.
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