（通信与信息系统专业论文）hsdpa接入技术的纳什（nash）竞争策略研究.pdf

摘要 h s d p a 无线接入资源的合理控制和分配，由于其重要的实用价值及数学 上的难处理( n p - h a r d ) ，长期受到无线移动通信学术界和应用领域的高度 重视。对于该问题，目前已有的研究十分有限，在建模、算法设计以及应用 方面还处于初步的探索阶段，具有很大的研究空间。 本论文主要以h s d p a 接入技术的接入资源控制和分配为研究平台，探索 研究适合应用于未来新一代移动通信系统无线接入资源控制和分配发展趋势 的纳什( n a s h ) 竞争策略。 依据无线资源管理的不同方面，h s d p a 无线接入资源的控制和分配中的 纳什( n a s h ) 竞争策略研究课题，可进一步细化成以下的研究子课题：业务 流控制策略、小区业务承载和切换、快速蜂窝( f c s ) 选择、公共信道利 用、多媒体业务合作共享、组播群组竞争接入下的纳什( n a s h ) 竞争策略等 方面。本文就上述涉及到的h s d p a 的无线接入资源控制和分配中的几个纳什 ( n as h ) 竞争策略子课题，首先研究了目前研究存在的问题、解决进度和遗 留的技术难点。之后，分别从接入用户个体与群组、无线节点( n o d eb ) 和 全网多媒体宽带业务差异化接入等不同方面，针对多媒体无线宽带业务呈现 出的差异化、等级化、小群组、个性化等新特性，突破集中、单一的无线接 入传统控制模式在兼顾接入用户、不同的多媒体宽带业务差异化带来异构目 标上的局限性，创新提出了一些基于纳什( n as h ) 竞争的无线资源接入和控 制的策略及模型。 归纳起来，本论文主要做了以下几方面的研究工作： 剖析了纳什竞争理论在h s d p a 无线接入技术应用中所蕴含的复杂系统方 法论思想和基本原理，提炼了纳什竞争冲突、优化和均衡应用特点。通过研 究无线接入不同层面应用现状，创新性地指出纳什竞争在h s d p a 无线接入技 术应用研究中建模、分析与定量求解的一些要点。该模型参数独立控制调整， 信令交互量少，对核心网络和上层控制机制依赖性弱，响应反馈时间短，有 利于整体平衡、优化资源配置，提高无线资源利用效率。由此，阐明本论文 研究的动机、可行性和未来研究思路。 在h s d p a 在非合作纳什( n a s h ) 竞争下的无线资源接入和控制中的小区 承载切换、公共信道利用、快速小区选择( f c s ) 协调机制等创新性研究中 取得了一定的成果。 在小区承载切换研究中，从系统整体角度研究和分析各冲突参与方的决 策工具集。突破传统仅关注用户层面和分优先级切换策略的局限。尝试从系 统整体角度，深入分析切换模型。创新提出以s t a c k e l b e r g 业务切换子博弈 完美模式下的独立参数调整，并经二阶段均衡纳什闭环纯策略博弈，达到小 区切换子模式完美均衡解。 在公共信道利用研究中，以均衡唯一的非对称纳什竞争为基础，通过保 持综合业务接入服务质量和业务平衡，研究了目标切换小区群集间、漫游用 户驻留原小区和目标小区间资源预留互动中的分布式效用函数动态收敛协商 过程，并由此创新建立了立足于漫游用户在小区选择激活集最优匹配算法的 f c s 协调机制。基于小区选择激活集最优匹配算法的f c s 协调机制不仅综合 考虑了相邻小区间切换资源、漫游用户驻留和目标切换小区间以及小区激活 集合内的效用动态收敛协商过程，还理清了不同参与方对f c s 协调机制的影 响评估，具有较强的实践指导意义和理论上的探索突破。 在快速小区选择( f c s ) 协调机制研究中，通过细分不同前提下，漫游 移动用户群和系统网络的公共信道利用，创新摸索出纳什均衡下的公共信道 共享策略，初步构建以整体效用最大化为基础的公共信道利用分析模型。该 创新模型和传统模式比较，首次引入了漫游移动用户群和系统网络之间在公 共信道利用上的纳什( n a s h ) 协商竞争，不仅提高了公共信道的利用效率， 而且有效加强了对公共信道的监控和调节反馈。此外，该设计思路对新一代 通信系统的信道设计也有借鉴作用。 目前，无线多媒体宽带用户间没有建立共享机制，数据相互孤立，日益 成为宽带多媒体业务发展瓶颈。鉴于无线资源的稀缺和多媒体多播或组播业 务( m b m s ) 迅速发展的瓶颈矛盾，为最大限度利用无线资源，提升用户感知， 本文以此为突破口，创新从多媒体多播或组播业务( m b m s ) 的逻辑共享信道 和服务质量协商机制出发，研究并构建沙普利核为基础的纳什( n a s h - h a r s a n y i ) 模型，按剩余缺口或者较小比( m i n i m u mr a ti o ) 递推计算，以 r ai f f a 裁决达成三种典型无线多媒体业务下的多用户共享合作解，较大限 度地利用无线资源，提升用户感知。 本文针对多媒体业务合作共享不断发展的现实趋势和用户群共享特征， 在恒定和多阶梯分级门限下，避免偏重个体的组播群组接入性能研究上做了 一些创新性工作。通过本文的探索和研究，组播群组接入中的纳什( n a s h ) 合作竞争，不仅可缓解信息非对称以及宽带组播业务的资源和信令消耗，使 得基于纳什( n a s h ) 合作竞争接入的组播通信技术在应用中显示出一定灵活 性，并且为组播群组竞争接入算法新设计提供了初步的理论研究基础。 最后，从系统角度，以具体衡量的客户化感知( q & e ) 体系为基础，结合 无线多媒体宽带业务网络承载和业务层应用中的动态码率差异化适配分析， 创新构建以模糊层次法为基础的无线多媒体宽带业务差异化接入综合评估模 型，为未来无线宽带业务接入的性能评估和持续提升进程开辟了新的途径。 总之，本文虽然作了一些有益的创新探索，但是无线多媒体宽带通信技 术的发展日新月异。因此，我们应该在实践中不断扬弃，更深入地研究纳什 竞争理论所蕴含的复杂系统思想和基本原理。 关键词： h s d p a ；接入控制；n a s h 均衡；s t a c k e l b e r g ；快速蜂窝小区选择；沙普利 共享 i v a b s t r a c t b e c a u s eo fi t si m p o r t a n tp r a c t i c a l i t ya n dn p h a r di nm a t h e m a t i c s ，t h e r e a s o n a b l ea l l o c a t i o no fh s d p aw i r e l e s sa c c e s sr e s o u r c e g e t sh i g h l y a t t e n t i o n s b y t h ew i r e l e s sm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o na c a d e m i aa n d a p p l i c a t i o nr e s e a r c h e r s b yt h en o wt h ep r e s e n tr e s e a r c hi sq u i t el i m i t e d ，a n d t h em o d e l i n g ，m e c h a n i s md e s i g na n da p p l i c a t i o n sa r es t i l li np r i m a r y r e s e a r c hp h a s e s om u c hn e e db e i n gd e v e l o p e da n dr e s e a r c h e d b a s i n go nt h ec u r r e n th s d p aa c c e s st e c h n o l o g y ，w ep r o v i d e dh s d p a a c c e s st e c h n o l o g yb a s i n go nn a s hc o m p e t i t i o nt h e o r yi no r d e rt oa d a p tt h e f u t u r et r e n do fw i r e l e s sr e s o u r c ec o n t r o la n da l l o c a t i o ni nt h en e wm o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m s a c c o r d i n gt od i f f e r e n ta s p e c t so fw i r e l e s sr e s o u r c em a n a g e m e n t ，t h e r e s e a r c ho fh s d p aw i r e l e s sa c c e s sr e s o u r c ec o n t r o la n da l l o c a t i o nc o u l db e s u b d i v i d e di n t os e v e r a ls u br e s e a r c ht o p i c s ：h s d p as e r v i c e sb e a r i n ga n d s t a c k e l b e r gs w i t c hm o d e l ，f a s tc e l ls c h e d u l i n g ( f c s ) m e c h a n i s m ，p u b l i c c h a n n e l u t i l i z a t i o n ， m u l t i m e d i as e r v i c e ss h a r e c o o p e r a t i o n ，m b m s s u b g r o u p sa c c e s sc o m p e t i t i o na n de ta 1 f i r s t l yw ed i s c u s s e dt h ec u r r e n t p r o b l e m se x i s t e d ，t h es o l v i n gp l a n a n du n s o l v e d d i f f i c u l t y t h e n w e i n v e s t i g a t em u l t i p l yi n d i v i d u a la c c e s sc o n s u m e r sa n ds u b g r o u p s ，n o d eb a n d t h em u l t i m e d i as e r v i c e sd i f f e r e n t i aa c c e s sm e c h a n i s m s t r a d i t i o n a lw i r e l e s s a c c e s st e c h n o l o g yi sm a i n l yb a s e do nn e t w o r kp r o v i d e r s b u tw i t ht h er a p i d d e v e l o p m e n t o fw i r e l e s s a c c e s s t e c h n o l o g y ，t h e m u l t i m e d i aw i r e l e s s b r o a d b a n ds e r v i c e sa p p e a rn e wc h a r a c t e r i s t i c ss u c ha sd i v e r s i t y ，g r a d i n g ， - i - s m a l ls u b g r o u p s ，i n d i v i d u a t i o na n ds oo n b e c a u s eo fi t sl o c a l i z a t i o n ，t h e t r a d i t i o n a ls i m p l ec e n t r a l i z ew i r e l e s sa c c e s sc o n t r o lm o d e li sd i f f i c u l tt o a d a p tt od i f f e r e n tt a r g e t sf r o md i f f e r e n tp a r t n e r sa n dm u l t i m e d i as e r v i c e s i t b e c o m e st h ec u t i na n ds t a r t sp o i n to ft h ep a p e rt o s e tu pn e ww i r e l e s s r e s o u r c ea c c e s sc o n t r o la n da l l o c a t i o ns t r a t e g i e s a b o v ea l l ，s o m es p e c i a lr e s e a r c h e si nt h i sp a p e ra r el i s t e da sf o l l o w s ： w e a n a l y s i s t h ec o m p l e xs y s t e mm e t h o da n df u n d a m e n t a li nn a s h c o m p e t i t i o nt h e o r y a n dt h ea p p l i c a t i o nc h a r a c t e r i s t i cs u c ha sn a s h c o m p e t i t i o nc l a s h ，o p t i m i z e a n de q u i l i b r i u ma r ea b s t r a c t e d d u r i n gt h e a n a l y s i so fd i f f e r e n tw i r e l e s sa c c e s sa p p l i c a t i o nl e v e l s t h ek e yp o i n to fn a s h c o m p e t i t i o ni nh s d p aw i r e l e s sa c c e s st e c h n o l o g yi sh o wt om o d e l i n g ， a n a l y s i sa n dc o m p u t i n g t h em o d e lp a r a m e t e r sa r ea d j u s t e di n d e p e n d e n t l y w i t hf e wi n t e r a c t i v es i g n a l s ，s oi ti s n tm a i n l yb a s e do nt h ec o n t r o lo fc o r e n e t w o r ka n du p p e rl e v e l s a n dt h es t r a t e g i e s r e s p o n s ef e e d b a c kt i m ei sl i t t l e w h i c hh e l p st h eb a l a n c eo ft h ew h o l ea n dr e s o u r c ea l l o c a t i o no p t i m i z e s ，a n d i m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo fw i r e l e s sr e s o u r c eu t i l i z a t i o n a c c o r d i n gt on a s hn o nc o o p e r a t i o nc o m p e t i t i o nb a s e do nt h ew i r e l e s s r e s o u r c ea c c e s sa n dc o n t r o lo fh s d p a ，s e r v i c e sb e a r i n ga n ds t a c k e l b e r g s w i t c hm o d e lo v e rh s d p a ，f a s tc e l ls c h e d u l i n g ( f c s ) m e c h a n i s m ，p u b l i c c h a n n e lu t i l i z a t i o na r es t u d i e d d u r i n gt h er e s e a r c ho fh s d p as e r v i c e sb e a r i n ga n ds t a c k e l b e r gs w i t c h m o d e l , f r o mt h ep o i n to fw h o l es y s t e m ，w eb r o k et h r o u g ht h et r a d i t i o n a l s w i t c hs t r a t e g yr e s e a r c hl o c a l i z a t i o nm a i n l yf o c u s e do na c c e s sc o n s u m e ra n d d i f f e r e n ta c c e s sp r i o r i t i e st h r o u g ht h er e s e a r c ho ft h ed e c i s i o nm a k i n gs e t so f s w i t c hc o n f l i c ta m o n gc e l l s w ea t t e m p t e dt o a n a l y s i st h ec e l l s s e r v i c e s - i i - b e a r i n gc a p a c i t y ，r e l a t e dl i m i t i n gf a c t o r s ，t h es w i t c hs t a t et r a n s f e r ，l i m i t e d a n du n l i m i t e dr e p e a ts t r a t e g yc o m p a r ed u r i n gt h er e s e a r c hp r o c e s so f s t a e k e l b e r gs w i t c hm o d e l t h e n ，t h r o u g ht w op e r i o d so fp u r es t r a t e g yn a s h c l o s e dl o o pe q u i l i b r i u m ，s u bg a m ep e r f e c tr e s u l t sa r ea c h i e v e d d u r i n gt h er e s e a r c ho ff a s tc e l ls c h e d u l i n g ( f c s ) m e c h a n i s m , am o r e i m p a r t i a lf c sn e g o t i a t i o nm e c h a n i s mb a s e do nc o n s u m e r s a p p e r c e i v ei s e s t a b l i s h e d b a s e do nt h ea s y m m e t r yn a s hc o m p e t i t i o ne q u i l i b r i u me x c l u s i v e r e s u l t ，p r o v i d e dw i t hb e s tm a t c h i n ga r i t h m e t i co ff c s a c t i v a t i o ns e tb yr o a m c o n s u m e r s ，w ef o c u s e do nt h ed i s t r i b u t i n gu t i l i t yf u n c t i o nc o n s t r i n g e n c y n e g o t i a t i o np r o c e s sd u r i n gt h ew i r e l e s s r e s o u r c ei n t e r a c t i v en e g o t i a t i o n a m o n g t h en e i g h b o r ，a i ms w i t c hc e l ls e ta n dt h eo r i g i n a lr o a m i n gc o n s u m e r s c e l l s i tn o to n l yc o n s i d e r st h ea b o v ec o m p e t i t o r sb u ta l s os e t su pt h es e r v i c e s c o n t i n u o u st i m ea n ds w i t c hp a r t i a li n f l u e n c eo nt h en e g o t i a t i o nm e c h a n i s m d u r i n gt h er e s e a r c ho ft h ep u b l i cc h a n n e lu t i l i z a t i o n ，b a s i n go n i t s d i s t r i b u t i o nt y p e ，m o b i l er a m b l ec o n s u m e r sa n dn e t w o r k sp u b l i cc o m m o n c h a n n e l su t i l i z a t i o n sa r es u b d i v i d e d p r o v i d e dw i t ht h es h a r es t r a t e g yu n d e r n a s hc o m p e t eb a l a n c e ，t h ep u b l i cc o m m o nc h a n n e l su t i l i z a t i o n sa n a l y z e m o d e lb a s i n go nt h em a x i m u mo fw h o l eu t i l i t yi st h u se s t a b l i s h e d i ta l s o h e l p st ot h en e x tg e n e r a t i o no ft e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m sd e s i g n b e c a u s eo ft h el a c ko fs h a r em e c h a n i s ma m o n gt h ew i r e l e s sm u l t i m e d i a b r o a d b a n dc o n s u m e r s ，t h ed a t ai si s o l a t e dw i t he a c ho t h e rw h i c ha r eb o t t l e n e c ko fw i r e l e s sb r o a d b a n dm u l t i m e d i as e r v i c e s w i t ht h ee s t a b l i s h m e n to f m b m sl o g i cs h a r ec h a n n e l sa n ds e r v i c e sq u a l i t yn e g o t i a t i o nm e c h a n i s m ， s h a p l e yn u c l e o l u s ss u p e ra l l o c a t i o nb a s e do nh a r s a n y im o d e l i s p r o v i d e d t h r o u g hm i n i m u mr a t i o a n dn o ns e p a r a b l eg a p ( n s c g ) m e t h o d s ，w e i i i e s t a b l i s h e dm u l t id i m e n s i o nr e l a t e d t a r g e t s o ft h r e e t y p i c a l w i r e l e s s m u l t i m e d i ad a t as e r v i c e sb yr a i f f aa r b i t r a m e n t u n d e rc o n s t a n ta n dm u l t ig r a d e sa c c e s st h r e s h o l d s ，s o m ei n n o v a t i o ni s a d o p t e di n t h er e s e a r c ho fm b m sa c c e s s p e r f o r m a n c e t oa v o i dt h e i n d i v i d u a l s p e r f o r m a n c ei n f l u e n c e b a s i n g o nt h em o b i l em u l t i m e d i a b r o a d b a n ds e r v i c e sa c c e s sc o n s u m e r s s h a r ec h a r a c t e r i s t i c ，t h ed i v i d e da n d i n d e p e n d e n ta c c e s ss h a r em e c h a n i s mi s c o n s t r u c t e d i no r d e rt or e l i e v e w i r e l e s sr e s o u r c ea n ds i g n a lc o n s u m p t i o na n dt h ea s y m m e t r yc o n f l i c t ，s u b m b m s g r o u pu n d e rt h ec o n s t a n ta n dm u l t ig r a d e sa c c e s st h r e s h o l d su n d e r s h o r t - t e r ma n dl o n g - t e r m t a r g e t sa r ea l s od i s c u s s e dw i t hc e r t a i na g i l i t y w h i c ha l s oh e l p st h ed e s i g na n dr e a l i z eo fn e wm b m s s u b g r o u pc o m p e t i t i o n a c c e s ss t r a t e g y at l a s t ，b a s i n go nm e a s u r a b l eq u a l i t yo fe x p e r i e n c e ( q & e ) i n d u c e d f r o mt h er e a l i t y ，w ec o m b i n e dt h er e s e a r c hw i t hn e t w o r kb e a r i n ga n d a u t o m a t i cd y n a m i ca d a p t i v ec o d et e c h n o l o g y w i t hs y s t e mv i e w ，e n dt oe n d p e r f o r m a n c es c a l es y s t e mi sb r o u g h tf o r w a r dt of o r mt h es y n t h e t i c a l l y e v a l u a t i o nm o d e l b a s i n g o n b l u r r y s t r a t i f i c a t i o nm e t h o do f w i r e l e s s m u l t i m e d i a s e r v i c e s ，w h i c hf i n e l y e n s u r e st h ew i r e l e s sm u l t i m e d i a b r o a d b a n ds e r v i c e sc o n s u m e r s e x p e r i e n c e ，o p t i m i z e sr e s o u r c eu t i l i z a t i o nt o g u a r a n t e et h ea p p l i c a t i o nq u a l i t y a l t h o u g ht h e r ea r es o m ei n n o v a t i o n sr e s e a r c h e sa r es t u d i e di n t h i s p a p e r ，t h ew i r e l e s sm u l t i m e d i ab r o a d b a n ds e r v i c e sd e v e l o pd a yb yd a y s oi t i sn e c e s s a r yf o ru st o d e v e l o pt h eu s e f u la n dd i s c a r dt h eu s e l e s sd u r i n gt h e d e e p e rr e s e a r c ho ft h ec o m p l e xn a s hc o m p e t i t i o nt h e o r yi nt h ef u t u r e i v k e y w o r d s ： h s d p a ，a c c e s sc o n t r o l ，n a s he q u i l i b r i u m ，s t a c k e i b e r g ，f c s ，s h a p l e y s h a r e v 插图和附表清单 图i - 1 无线通信业务带宽需求和每比特收入对比示意图( 1 1 ) 图2 - i 效用函数和s i r 曲线对比示意图( 2 9 ) 图2 - 2 a 、b 节点的无线多媒体数据流量竞争波动示意( 3 5 ) 图2 - 3 用户漫游速率1 情况下，系统总净效益和总输出功率比较( 3 7 ) 图2 - 4 用户漫游速率5 情况下，系统总净效益和总输出功率比较( 3 7 ) 图2 - 5 网络负荷控制7 0 情况下，系统总净效益和总输出功率比较( 3 8 ) 图2 - 6 效用指导单元1 0 情况下，系统总净效益和总输出功率比较( 3 8 ) 图2 - 7 同图2 - 3 ( 3 8 ) 图2 - 8 效用指导单元5 0 情况下，系统总净效益和总输出功率比较( 3 9 ) 图3 - i 无线接入网( u t r a n ) 的结构示意图( 4 2 ) 图3 - 2 h s d p a 的无线接口协议实体结构示意图( 4 3 ) 图3 - 3 h s d p a 接入技术信道类型示意图( 4 5 ) 图3 - 4 h s p d s c h 信道格式示意图( 4 5 ) 霭3 - 5 h s s u c h 信遭格盘i 示意西( 4 6 、) 图3 - 6 下行信令信道格式示意图( 4 6 ) 图3 - 7 各相邻小区的状态迁移示意图( 5 4 ) 图3 8 小区业务静态切换承载量变化对整体效用的影响分析( 5 9 ) 图3 - 9 业务承载成本波动对小区整体和用户平均效用影响分析( 6 0 ) 图3 - 1 0 小区边界切换区域变化影响分析( 6 1 ) 图3 - 1 1 相邻小区额外切换成本波影响分析( 6 2 ) 图4 - i h s d p a 中采用关键技术子集示意图( 6 5 ) 图4 - 2 m i m o 技术空间复用模型示意图( 6 5 ) 图4 - 3 物理层快速反馈机制示意图( 6 6 ) 图4 - 4 接收到数据比特信噪比和峰值速率( p d r ) 比较( 6 7 ) _ i - 图4 - 5 图4 - 6 图4 - 7 圃4 - 8 图5 - 1 图5 - 2 图6 - 1 图6 - 2 图6 - 3 图6 - 4 图6 - 5 图7 - 1 图7 - 2 图7 - 3 图7 - 4 图 - 5 图8 - 1 快速小区选择( f c s ) 协调机制示意图( 7 4 ) 接入用户数波动对f c s 选择策略影响分析 0 ) 漫游用户接续时间对f c s 选择策略影响分析( 8 0 ) 小区切换选择偏好对f c s 选择策略影响( 8 1 ) 认知无线电技术在公共信道资源的使用示意图( 8 4 ) 公共信道利用的跨层协议示意图( 9 4 ) h s d p a 中的组播业务网络框架( 9 7 ) 在不同漫游速率系统消耗资源比较( v = 1 , 1 0 ) ( 10 5 ) 不同漫游速率的消耗资源比较( 1 0 5 ) 用户偏好期望的消耗资源比较( 1 0 6 ) 在共享合作策略下用户不同业务偏好期望的消耗资源比较( 1 0 8 ) 业务基本承载成本( c ) 影响分析( 1 1 4 ) 接入门限绝对值( q ) 影响分析( 1 1 4 ) 用户随机到达( 旯) 分布影响分析( 1 l5 ) 业务承裁成本( c = 0 ，1 ) 时的多阶段接入门限的效用分析( 1 1 8 ) 不同用户到达分布( 元) 下的多阶段接入门限效用分析( 1 1 8 ) 无线多媒体宽带业务二维差异化衡量体系架构( 12 8 ) - i i - 表2 - 1 基本h s d p a 业务流控制策略比较 表2 - 2 纳什竞争参与者效用矩阵示意图 ( 2 5 ) ( 2 9 ) 表3 - 1 h s d p a 小区下行物理信道及参数设置( 4 7 ) 表3 - 2 系统级仿真参数( 6 2 ) 表4 - i h s d p a 技术关键技术子集描述( 6 7 ) 表5 - 1 h s d p a 小区下行物理信道及技术指标( 8 5 ) 表6 - 1 r a i f f a 裁决举例说明( 10 2 ) 表6 - 2 不同策略的资源消耗( 10 6 ) 表6 - 3 各业务在不同策略下消耗资源情况( 10 8 ) 表8 - 1 移动网络承载参数集( 1 2 1 ) 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：笏交山红签字日期：夕“苫年眵月，垆日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权迸望盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：张 签字日期：w 瓦年f1 月 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 山孙 导师签名： 仲日签字日期：沙唱年f 月，妒日 电话： 邮编： 致谢 经过几年的忙碌和工作，毕业论文已经接近尾声。由于该课题仍处于初 级的探索阶段，难免有许多考虑欠周全的地方。在王匡导师、余燕平辅导老 师的严格督促和指导，以及同学们的支持下，终于克服种种困难，顺利完成 博士论文的撰写。 在论文写作过程中，得到了王匡教授的亲切关怀和耐心的指导。他严肃 的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着 我。从课题的选择到项目的最终完成，王匡教授都始终给予我细心的指导和 不懈的支持。多少个日日夜夜，王匡教授不仅在学业上给我以精心指导，同 时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。除了敬仰王匡教授的专业水平 外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学 - j 的榜样，并将积极影响 我今后的学 - - j 和工作。在此谨向王匡教授致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺 利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受 我诚挚的谢意! 最后我还要感谢我的家人，谢谢你们! 最后我还要感谢浙江大学信息学院的其他老师们对我无微不至的栽培。 1 绪论 1 1 现状和研究方向 高速下行链路分组接入技术( h i g hs p e e dd o w n li n kp a c k e ta c c e ss ，h s d p a ) 是高度集成的系统。各部分间交互不再是局部的，而是系统全局的，呈现出前所 未有的动态复杂性( d y n a m i cc o m p l e x i t y ) 。依据传统还原论构建的h s d p a 通信 系统已具有不可预见的突现特性和内在的脆弱性。由于无线移动通信系统设计 中，对接入资源的控制和分配一直延续话音业务模式下集中控制的解决方案或策 略，因此缺乏对多层次、差异化多媒体宽带接入业务服务的后继兼容性。 本文的研究主要围绕着作为w c d m a 向第四代移动通信演进的h s d p a 接入技 术，如何突破集中控制模式下的接入资源控制和分配，并通过采用局部效用和全 局效用的纳什( n a s h ) 竞争策略，达到合理最优均衡解来展开的。纳什( n a s h ) 竞争理论的研究从2 0 世纪9 0 年代以来，已经有了很大的发展，但其应用并未象 人们所期望的那样发挥出充分的实际效益。原因之一是纳什( n a s h ) 竞争理论的 成功应用取决于是否选择了适当的、可充分发挥其潜力的应用领域；原因之二是 纳什( n a s h ) 竞争理论本身结合无线通信系统的研究还处于摸索的初级阶段，需 要进一步的实践和创新，以适应无线移动通信的新发展。本论文主要研究h s d p a 接入技术的接入资源控制和分配，以小区业务承载和切换、快速蜂窝( f c s ) 选 择、公共信道利用、多媒体业务合作共享、组播群组竞争接入等方面为研究背景， 研究适合应用于新一代移动通信系统未来发展趋势的纳什( n a s h ) 竞争策略。 1 2 本论文的应用背景 1 2 1 实际需要 在无线接入网络的演进过程中，3 g p p ( t h ir dg e n e r a ti o np a r t n e r s h i p p r o j e c t ) 采用多用户接入共享的h s d p a 无线接入技术，有效提高了无线传输速 逝堑盍堂熊堂丝诠塞 釜二重缝途 率n 。1 。h s d p a 无线接入技术的无线i p 业务承载容量和w c d m a 技术比较，至少可 增加5 0 - 10 0 拍1 ，高速率数据传输达1 0 m b p s 。h s d p a 无线接入技术已成为后 3 g 时代向4 g 通信技术l t e ( l o n gt e r me v o l u t i o n ) 过渡的主