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通信网络流量控制与激励价控策略研究

作　者: 岳晓宁
导　师: 井元伟
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 通信网络系统优先级定价价格弹性激励策略垄断系统Nash平衡动态静态网络拥塞控制资源分配盈余函数 Pareto最优管理策略
分类号: TN915.06
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

多优先级通信网络的定价问题在九十年代以前一直未得到重视，这主要是因为缺乏经济背景，而近几年倍受专家学者的关注。网络需求量在最近几年成指数增长，受到用户追求高额利润要求的刺激，网络管理者仅仅依靠增加网络资源已满足不了市场的需要。近几年来研究焦点已转移到提高网络资源的利用率，提供更高的网络服务质量(QoS)，以满足用户需求量的不断增加及网络应用的日益多样性，同时这也预示着网络资源(缓冲器，带宽等)将不足，而价控可作为一种手段解决这些不充足的资源分配以及控制网络拥塞、提高网络服务质量等问题。基于以上分析，为适应目前网络系统应用的日益多样性和复杂性，以及用户需求量的不断增加，我们以系统和用户的最大盈余为目标函数，建立随机网络系统的激励价格管理策略，利用激励价控策略对网络所具有的调整、引导和激励作用，使网络系统稳定在平衡点处。建立和完善合理的动态价格机制，加强动态定价对随机需求量的激励作用，提高网络资源的利用率，更好的控制网络拥塞的发生，是本文研究的方向。本文的主要工作概括如下：研究了多用户非线性网络系统的Nash平衡问题，讨论了系统各优先级价差与Nash平衡的关系。建立了网络系统和用户盈余函数的数学模型，同时利用差分理论论证了各优先级价差对系统达到Nash平衡的影响，定量给出了由各优先级价差的取值范围来确定平衡点位置的方法，及网络系统达到Pareto最优的Nash平衡条件，并就优先级价差对用户服务选择的影响以及系统的平衡问题进行了分析。数值结果验证了该方法的有效性。利用对策论中的Nash平衡和激励Stackelberg策略的相关概念，以用户盈余函数的线性组合作为管理者的网络盈余，以系统的Nash平衡点作为系统的期望策略组合，以个体用户的盈余函数最大化为目标函数，建立了多用户多优先级网络系

全文目录

声明  5-6
中文摘要  6-10
ABSTRACT  10-17
第一章绪论  17-43
  1.1 通信网络的发展史简介  17-19
  1.2 传统通信网络及定价的研究背景和发展概况  19-24
    1.2.1 传统电话交换网络  19-20
    1.2.2 计算机网络  20-23
    1.2.3 有线电视网络  23
    1.2.4 其它网络  23-24
  1.3 现代通信网络及定价的研究背景和发展概况  24-25
    1.3.1 业务综合数据网络  24
    1.3.2 宽带网络  24-25
  1.4 对策论方法在通信网络资源分配及定价中的应用  25-39
    1.4.1 引入对策论理论的研究背景及发展概况  25-29
    1.4.2 对策论方法在网络控制中的应用  29-31
    1.4.3 资源的计费管理  31-36
    1.4.4 激励价控策略的的数学基础及设计  36-39
  1.5 本文的主要工作  39-43
第二章 Nash平衡问题分析  43-53
  2.1 引言  43
  2.2 系统描述  43-44
  2.3 两优先级的价差与平衡点的关系  44-51
    2.3.1 两用户两优先级价差与平衡的关系  44-45
    2.3.2 多用户两优先级价差与平衡的关系  45-51
  2.4 仿真算例  51
  2.5 结论  51-53
第三章 Nash平衡状态下的非线性激励价控策略设计  53-67
  3.1 引言  53-54
  3.2 Nash平衡状态下两优先级网络系统非线性激励价控策略  54-60
    3.2.1 两用户两优先级网络系统非线性激励价控策略  54-58
    3.2.2 多用户两优先级网络非线系统性激励价控策略  58-60
  3.3 Nash平衡状态下多优先级网络系统非线性激励价控策略  60-63
  3.4 仿真算例  63-66
  3.5 结论  66-67
第四章理想状态下的非线性激励价控策略设计  67-81
  4.1 引言  67
  4.2 理想状态下两优先级网络系统非线性激励价控策略  67-72
    4.2.1 两优先级网络系统描述  67-70
    4.2.2 两优先级网络系统非线性激励价控策略  70-72
  4.3 理想状态下多优先级网络系统非线性激励价控策略  72-78
    4.3.1 多优先级网络系统描述  72-74
    4.3.2 多优先级网络系统非线性激励价控策略  74-78
  4.4 仿真算例  78
  4.5 结论  78-81
第五章网络最佳供给量和动态定价的激励价控策略设计  81-107
  5.1 引言  81-82
  5.2 系统描述  82-85
  5.3 网络系统最佳供给与动态定价分析  85-92
    5.3.1 线性成本的网络系统最佳供给与动态定价分析  85-87
    5.3.2 非线性成本的网络系统最佳供给与动态定价分析  87-89
    5.3.3 服务质量水平等级可升级网络资源最佳供给量  89-91
    5.3.4 仿真算例  91-92
  5.4 非线性激励价格控制策略  92-106
    5.4.1 垄断网络系统的激励价控策略  92-97
    5.4.2 仿真算例  97-99
    5.4.3 非垄断网络系统的激励价控策略  99-103
    5.4.4 仿真算例  103-106
  5.5 结论  106-107
第六章基于多服务等级随机网络系统价控策略分析  107-117
  6.1 引言  107
  6.2 问题描述  107-108
  6.3 定价策略分析  108-113
    6.3.1 网络静态无激励平价策略  108-110
    6.3.2 网络最佳动态定价策略  110-112
    6.3.3 网络点激励价控策略  112-113
  6.4 仿真算例  113-116
  6.5 结论  116-117
第七章网络激励价控策略的评价标准  117-123
  7.1 引言  117
  7.2 问题描述  117-118
  7.3 激励价控策略评价标准  118-120
  7.4 仿真算例  120-122
  7.5 结论  122-123
第八章结束语  123-125
参考文献  125-135
致谢  135-137
附录  137-139
论文有关数据统计  139

通信网络流量控制与激励价控策略研究

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