虛擬網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化算法的研究.pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的巨型化，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的多樣化和多媒體業(yè)務(wù)的爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)資源分配及業(yè)務(wù)性能優(yōu)化之間的矛盾日益加劇，虛擬化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)可有效地解決了這一問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)虛擬化使多元化的通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為一系列邏輯上相互獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)，這些虛擬網(wǎng)絡(luò)能夠使得網(wǎng)絡(luò)擁有者獨(dú)立地控制網(wǎng)絡(luò)中的各種業(yè)務(wù)，為用戶提供更加快捷、方便的業(yè)務(wù)需求。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是虛擬網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)基本問(wèn)題，高效的優(yōu)化算法能夠提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并有效降低服務(wù)提供者租用資源的

2、成本。因此，設(shè)計(jì)有效的虛擬網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法具有重要意義。同時(shí)，在這新型的虛擬網(wǎng)絡(luò)中，跨層優(yōu)化是不可或缺的。本學(xué)位論文以傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)向虛擬網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程為研究背景，在通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)理論和優(yōu)化算法的知識(shí)基礎(chǔ)上，研究了虛擬網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化的問(wèn)題。主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)了研究工作：
　　首先，闡述通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的演變和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法的發(fā)展，并簡(jiǎn)述了虛擬網(wǎng)絡(luò)的概念和研究現(xiàn)狀。探討了通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題的基本數(shù)學(xué)模型及解決方法，重點(diǎn)討論了通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化理論

3、，其中包括線性優(yōu)化、非線性優(yōu)化和智能優(yōu)化方法。
　　進(jìn)一步，論文著重研究了通信網(wǎng)絡(luò)的跨層設(shè)計(jì)。針對(duì)無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化問(wèn)題，開(kāi)展了理論分析和仿真計(jì)算，對(duì)比了不同的分層與跨層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。仿真結(jié)果表明，無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)可以獲得網(wǎng)絡(luò)吞吐量等性能提升。另一方面，采用凸優(yōu)化理論探索虛擬網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化問(wèn)題，提出了基于凸優(yōu)化技術(shù)的跨層統(tǒng)一優(yōu)化方法，并進(jìn)行了建模分析。
　　最后，論文以無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)為虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)體和上述理論分析

4、為基礎(chǔ)，研究無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)虛擬化的跨層優(yōu)化問(wèn)題。考慮在不同業(yè)務(wù)類型的虛擬無(wú)線mesh網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)聯(lián)合信源編碼、功率控制、鏈路控制以及時(shí)延分配而最大化數(shù)據(jù)流服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題。對(duì)該優(yōu)化問(wèn)題涉及到的應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，然后將上述復(fù)雜的通信問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題，并利用凸優(yōu)化的性質(zhì)證明了這個(gè)問(wèn)題是一個(gè) log-convex優(yōu)化的問(wèn)題，從而采用內(nèi)點(diǎn)法得到其全局最優(yōu)解。算法分析與仿真結(jié)果表明，該方法在虛擬化無(wú)線mesh網(wǎng)