基于博弈论的异构网络接入控制机制研究

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近几年,无线通信网络技术高速发展,多种异构的无线通信网络融合将是一个必然的发展趋势,从而逐步实现“任何人在任何时间、任何地点向任何其他人传送信息”的最终目标。各种无线异构网络的融合必然带来更多挑战,主要的关键问题有异构网络的接入控制、异构网络的资源管理、异构网络的移动性管理和异构网络中端到端的服务质量保证等。其中,异构无线网络的接入控制问题是研究如何使不同的用户面对多个异构的接入网络时做出最恰当的接入选择。用户与网络、网络与网络之间的利益冲突实际是一个博弈问题,可通过设置合理的博弈模型、策略集和收益函数,使得各个博弈者的收益尽可能最大化,使系统达到平衡。本文针对异构网络环境下的网络接入选择问题,提出了一种基于非合作博弈的网络定价策略,并给出了基于定价策略的网络接入选择算法。将网络运营商之间的竞争关系建模为非合作博弈模型,以网络服务的接入价格作为策略函数,通过求解纳什均衡,确定各个网络的最优接入价格。同时,用户通过比较各网络服务性价比确定最优接入网络。性能分析结果表明,在基于非合作博弈的网络接入选择机制下,各网络运营商都可达到纳什均衡点。另外,本文还比较了不同价格下单位服务质量的变化,并讨论了模型参数对结果的影响。此外,本文还研究了网络与用户之间的博弈问题,用户首先根据当前的业务类型利用层次分析法计算各异构网络的各个属性的权重因子,并确定目标接入网络。然后建立用户与目标网络之间的非合作博弈模型,在博弈中用户决定是否请求接入,网络决定是否允许用户接入。在本算法中对于新接入的用户,网络可提供的带宽为其剩余带宽,而对于切换接入的用户,网络可提供的带宽是当前剩余带宽和其他较低优先级用户释放的带宽之和。通过MATLAB仿真,得出不同接入类型的阻塞率与其优先级的高低相关,,同时将本文算法与相关算法进行了对比,结果表明本算法的有效性。
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