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随着无线网络技术的迅速发展,3G网络在全球范围内部署和运营,用户对移动流媒体应用的需求与日俱增。在这种背景下,与流媒体应用相关的技术研究日益成为学者们关注的焦点。本文以P2P无线流媒体业务为背景,对无线系统带宽资源分配和缓存策略进行了研究。
目前相同区域的用户被不同的移动服务运营商(WSP)覆盖是很常见的,考虑无线网络带宽资源有限的现状,激发不同移动服务运营商相互合作给重叠区域的用户共同服务将对提升系统性能十分有效。但WSP实体是自私的,没有具体的激励,它没有动机贡献自己的带宽资源给其他WSP用户。本文采用博弈论中具有激励相容特性的Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制作为激励机制研究多WSP合作带宽分配策略,将WSP联合带宽分配系统建模为带宽拍卖系统:WSP是竞拍者,带宽是拍卖的商品。首先介绍流媒体质量计算公式,它作为用户满意度函数给带宽拍卖系统估值函数提供参考。然后在带宽分配系统中,分析得出真实竞价是占优策略,即用户真实报告带宽需求能够获得最大收益,真实竞价是系统的纳什均衡解。最后本文基于注水算法给出了单一WSP内部缓存节点的带宽分配策略,同时提出了应用DSL(Distributed Stochastic Learning)算法来解决无线网络联合带宽分配问题的方案。仿真结果表明,联合带宽分配策略能保证用户真实竞价,并且WSP联合带宽分配策略系统性能优于WSP独立带宽分配策略。
本文还研究了无线系统缓存部署策略,有效的缓存部署策略不仅能缓解网络拥塞,减少客户端的网络延迟,而且还能降低服务器端的负载。首先研究基于延时的静态缓存部署策略,给出几种常见的启发式算法。然后在此基础上研究联合静态缓存部署策略,并分别给出双节点和多节点联合缓存策略。仿真实验结果表明联合缓存策略性能优于独立缓存策略。以上研究都假设用户流行度是服从静态分布的。最后本文给出了基于用户移动性的动态缓存部署策略,并采用分布贪心启发式算法进行研究。接着将动态缓存策略与联合带宽分配策略相结合,引入联合动态缓存策略,该策略兼顾了本地效应和社会效应。仿真实验结果表明动态缓存策略优于静态缓存策略。