随着无线接入网络技术的飞速发展和普及,出现了多种无线网络系统,如移动蜂窝网络、无线个人网、无线局域网、无线城域网等,于此同时用户终端设备的无线接入能力也在不断扩充,出现了许多支持接入多种制式网络的终端设备。同一个终端设备在相同的时间点及相同的地理位置上,往往处于一个异构的无线网络复合环境之中,大大增加了用户在任一时间、任一地点接入网络的能力,同时也给网络系统在无线网络资源的管理上带来了许多新的挑战。如何利用异构无线网络的互补性,使得各个异构网络之间形成有机联系的整体,充分共享各个无线网络的资源,联合起来给用户提供任意独立的无线网络所无法企及的更加优异透明的网络接入服务,成为了异构无线网络中亟需解决的问题。本文利用概率论、动态规划、随机最优控制等研究方法和理论,围绕异构无线网络中的网络资源的定价问题以及接入控制问题进行了深入的研究。首先分析了异构网络服务授权用户(主用户)和非授权用户(次用户)的动态定价问题,然后提出了异构网络中基于定价的静态概率接入控制问题,最后针对系统状态转移函数同次用户接入概率呈非线性函数的情况,提出了基于网络负载状态的动态随机接入控制策略,达到了提高网络资源利用率、增加系统综合收益的目的。论文的主要研究内容如下：一、在研究异构无线网络中的定价问题时,首次将单个网络服务主用户和次用户时的最优定价问题拓展到异构网络体系中,并通过随机动态规划解决了异构网络中基于系统状态的最优定价问题。实验仿真表明,合理地降低主用户被拒绝服务损失可以鼓励次用户的接入请求并提高系统的净收益,在与以往学者研究的最优定价策略进行比较时,本文的异构网络定价策略显著地提高了系统资源的利用效率,系统综合收益上升了11%。二、为解决异构网络中的联合接入控制实体在面对次用户接入请求时的接入策略问题,本文分析了对于网络系统内各个无线网络的不同接入概率对网络服务质量以及系统最终收益的影响,并将异构网络的最优定价问题同联合接入控制策略问题相结合,通过随机动态规划建模求解出系统在服务次用户时选择宿主网络的最优接入概率。实验结果表明,在执行最优接入概率的情况下各个异构网络的用户被拒绝服务率得到了有效的控制,网络资源的利用效率得到了进一步的提高。在同其他联合接入控制算法的比较中,本算法使得系统净收益提高了至少10%以上,同时次用户用户的接入统计数提高了20%。三、针对异构网络中基于网络负载状态的确定性联合接入控制算法,本文通过研究发现,当系统状态转移收益函数与接入概率呈非线性关系时,传统的确定性接入控制方法已经不能够使系统收益最大化,即在各个网络负载状态下次用户选择宿主网络的行为不应该是确定性的。本文基于网络负载状态的动态接入控制方法,提出一种新颖的动态随机接入控制策略,即次用户接入异构网络系统中各个独立网络的概率会随着接入时刻不同而发生变化,该策略为系统的每一个状态都在一个接入概率空间中求得一个最优接入概率。实验数据表明,动态随机接入控制策略可以灵活的配置系统资源,使得非授权用户按照期望的方式合理地分布在各个网络中,显著地提高系统收益。四、在前面的研究内容中,网络模型均假设系统各个异构的子网络内部主用户到达过程是相互独立且速率固定的泊松过程,然而在实际的网络场景中,主用户的到达速率往往随着时间的推移而发生不可预知的变化。本文基于第三章和第四章的接入控制算法,在异构网络的联合接入控制实体中引入用户到达速率自适应的算法,保证系统能够及时根据主用户到达速率的变化调整接入控制策略以及网络资源的租赁价格,尽可能得使得系统收益最大化,实现了对上述两种算法的进一步优化。在用户到达速率波动的仿真实验中,该自适应算法有效地将主用户被拒绝服务数降低了20%,从而极大地降低了由于主用户被拒绝服务造成的损失,提高了系统收益。