无线网络的业务研究

论文摘要

本文以业务域（包括语音、视频、音频、文本、图像等）为研究对象,构筑了一套完整的业务理论框架体系。本文的研究既可以从理论上为无线网络的业务提供性能评价指标,又可以在工程实践中完整地给出端到端的业务服务质量和用户体验质量的分析方法。本文的研究成果和技术思路可以为未来的移动互联网提供来自业务域视角的指导性建议。本文首先对各种常见的业务类型进行枚举、归纳和分类,并根据业务模型的不同用途,分别有针对性地提出了网络规划业务模型、排队论业务模型,源发生器业务模型和一般意义上的业务模型。这些模型的表达形式、参数、含义、用途各不相同。由于不同领域和不同层面对业务模型的需求差异太大,本文未能提出一个统一的闭式表达的数学公式来刻画业务。以业务模型为基本颗粒,本文提出业务容量的概念,并将其作为无线网络对业务承载能力的评价指标。业务容量是用户体验加权的用户接收速率之和的上确界。它既具有类似于网络吞吐量的效果,又具有反映用户体验的能力,还可以刻画组播、广播等通信形式对网络性能的影响。本文的研究结果表明：无线业务的速率波动程度（突发性和自相似性）、到达离开特征、上下行的不对称性、业务用户间的距离（多跳）、组播系数这几个因素对无线网络的业务容量影响最大。为了提前预测业务在未来一段时间内的服务质量,进而提前计算出业务容量来作为网络管理和调度的指导信息,本文进一步展开了业务流的性能分析。以“点-线-面”的逻辑思路,本文分别介绍和提出了单一业务流一跳无线链路上的性能分析、单一业务流多跳串联链路上的性能分析,以及多条并行业务流竞争一个公用网络的性能分析。基于这三个分析,本文给出了一套完整的预测分析端到端业务流服务质量的方法。以业务模型来刻画无线业务，以业务容量来评价无线网络,以业务流分析来预测和计算业务的服务质量。这三者合在一起,就是本文研究的从业务域出发,指导下一代无线网络规划和优化的理论体系。此外,本文还分析了无线业务相对于固定业务的优势和特征,展望了未来移动互联网的杀手级业务,讨论了无线业务可能的商业模式和定价策略。本文认为,在技术性因素之外,价格机制不失为一种调整网络流量、引导用户行为的好方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 缩略语目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无线网络业务研究的问题
• 1.3 无线网络业务研究的现状
• 1.4 无线网络业务研究的应用
• 1.5 本文的研究思路
• 第2章 业务模型分析
• 2.1 业务的分类方法
• 2.2 业务模型概述
• 2.2.1 业务模型的作用
• 2.2.2 业务模型的基本要求
• 2.2.3 业务建模的基本方法
• 2.2.4 业务模型的分类
• 2.3 网络规划的业务模型
• 2.4 排队分析的业务模型
• 2.4.1 泊松模型及其排队论分析
• 2.4.2 自相似模型及其排队论分析
• 2.5 源发生器的业务模型
• 2.5.1 三层ON-OFF叠加法
• 2.5.2 复合更新过程法
• 2.6 一般意义的业务模型
• 2.7 小结
• 第3章 业务容量分析
• 3.1 容量问题的回顾
• 3.1.1 信道容量
• 3.1.2 链路容量
• 3.1.3 系统容量
• 3.1.4 传输容量
• 3.2 业务容量的定义
• 3.3 业务容量的要点解释
• 3.3.1 接收速率求和
• 3.3.2 体验系数加权
• 3.4 单播系统的业务容量
• 3.5 组播系统的业务容量
• 3.6 小结
• 第4章 业务流分析
• 4.1 单业务流分析
• 4.1.1 一跳的业务流性能分析
• 4.1.2 网络演算理论的数学基础
• 4.1.3 多跳的业务流性能分析
• 4.2 多业务流分析
• 4.2.1 网络流理论的数学基础
• 4.2.2 无线网络的多业务流分析
• 4.3 小结
• 第5章 无线业务的运营
• 5.1 无线业务的特征分析
• 5.2 未来的杀手级业务展望
• 5.3 业务的商业模式分析
• 5.4 业务计费中的技术性因素
• 5.5 通用的分组网络计费方法
• 5.6 小结
• 第6章 结束语
• 6.1 现有工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 6.3 潜在的研究点
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 攻读博士学位期间的研究成果
• 攻读博士学位期间的研究经历
• 致谢