無線通信系統中通信和計算資源極為稀缺，如何高效地利用有限的資源為用戶提供更加可靠、穩定的服務是當前面臨的巨大挑戰。本書從提高傳輸能力、減少傳輸內容、將業務本地化、利用預測信息四個方面探討無線通信資源的優化與分配，主要內容包括緒論、頻譜聚合系統中時延受限的能量有效調度研究、面向隊列穩定性的異構頻譜聚合系統共存研究、面向隊列穩定性的協作多播系統通信資源分配研究、基于穩定性的移動邊緣計算系統時延優化研究、基于穩定性的內容邊緣存儲系統的分布式轉發和緩存策略研究、基于高斯過程的網絡流量模型動態擬合與多步預測研究、總結與展望。
王一釷，男，于浙江大學獲信息與通信工程博士學位，現工作與北方民族大學，從事通信與信息相關領域的科研和教學工作。主持國家自然科學青年基金等4項，論文學術論文35篇（第一作者22篇）。講授本科生的機器學習、傳感器原理與檢測技術、通信原理等課程。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 無線通信系統發展概述 1
1.2 移動業務的需求 2
1.3 研究意義 3
1.4 隊列穩定性的定義 5
1.5 影響隊列穩定性的因素 6
1.6 相關領域研究現狀 9
1.7 主要內容與結構安排 15
參考文獻 18
第2章 頻譜聚合系統中時延受限的能量有效調度研究 27
2.1 概述 27
2.1.1 頻譜聚合技術 27
2.1.2 時延優化在頻譜聚合系統中的挑戰 27
2.1.3 頻譜聚合系統研究現狀 28
2.1.4 貢獻 29
2.2 頻譜聚合系統模型 30
2.3 面向隊列穩定性的功率最優算法設計 33
2.3.1 差異化注水原則 33
2.3.2 信道分配以及速率控制 40
2.3.3 能耗及時延性能分析 46
2.4 仿真結果 51
2.5 結論 54
參考文獻 55
第3章 面向隊列穩定性的異構頻譜聚合系統共存研究 59
3.1 概述 59
3.1.1 異構頻譜聚合技術 59
3.1.2 實現隊列穩定性在異構頻譜聚合系統中的挑戰 59
3.1.3 異構頻譜聚合系統研究現狀 60
3.1.4 貢獻 61
3.2 異構頻譜聚合系統模型 62
3.2.1 異構頻譜聚合系統 62
3.2.2 資源分配模型 63
3.2.3 隊列動態方程及穩定性 64
3.2.4 優化問題 65
3.3 面向隊列穩定性的異構資源調度算法 66
3.3.1 單用戶異構頻譜聚合系統的資源分配 66
3.3.2 多用戶異構頻譜聚合系統的資源分配 74
3.4 實際應用前景 79
3.5 仿真結果 81
3.5.1 單用戶系統 81
3.5.2 多用戶系統 86
3.6 結論 89
參考文獻 89
第4章 面向隊列穩定性的協作多播系統通信資源分配研究 94
4.1 概述 94
4.1.1 多播中繼技術 94
4.1.2 實現隊列穩定性在多播中繼技術中的挑戰 95
4.1.3 多播中繼技術研究現狀 95
4.1.4 貢獻 97
4.2 協作多播系統模型 97
4.3 字典序最優的協作多播中繼算法 101
4.3.1 解耦算法 101
4.3.2 重構信道分配問題 103
4.3.3 從幾何角度分析問題 106
4.3.4 算法設計 110
4.3.5 進一步提高性能的討論 115
4.4 仿真結果 116
4.5 結論 118
參考文獻 119
第5章 基于穩定性的移動邊緣計算系統時延優化研究 124
5.1 概述 124
5.1.1 移動邊緣計算 124
5.1.2 移動邊緣計算系統時延優化的挑戰 124
5.1.3 移動邊緣計算系統的研究現狀 125
5.1.4 貢獻 126
5.2 移動邊緣計算系統模型 127
5.2.1 資源分配模型 128
5.2.2 隊列動態方程和穩定性 129
5.2.3 優化問題 130
5.3 基于穩定性的隨機資源分配算法 131
5.4 緩存受限時的時延分析 137
5.5 仿真結果 149
5.6 結論 153
參考文獻 153
第6章 基于穩定性的內容邊緣存儲系統的分布式轉發和緩存策略
研究 158
6.1 概述 158
6.1.1 內容邊緣存儲簡介 158
6.1.2 內容邊緣存儲系統性能優化的挑戰 158
6.1.3 內容邊緣存儲系統的研究現狀 159
6.1.4 貢獻 161
6.2 內容邊緣存儲系統模型 162
6.2.1 網絡結構 162
6.2.2 隊列動態方程和穩定性 163
6.2.3 優化問題 164
6.3 帶有映射的雙隊列系統 165
6.3.1 請求轉發模型 165
6.3.2 請求/數據隊列的動態映射 165
6.3.3 雙隊列系統中的隊列動態方程 166
6.4 分布式轉發和緩存機制 169
6.4.1 基于穩定性的優化 169
6.4.2 解耦轉發和緩存優化問題 171
6.4.3 算法設計 173
6.4.4 性能評估 174
6.5 仿真結果 182
6.6 結論 186
參考文獻 186
第7章 基于高斯過程的網絡流量模型動態擬合與多步預測研究 190
7.1 概述 190
7.1.1 網絡流量預測對網絡資源管理的意義 190
7.1.2 網絡流量預測的基本要求 190
7.1.3 網絡流量預測的研究現狀 191
7.1.4 貢獻 195
7.2 系統模型 196
7.2.1 網絡模型 196
7.2.2 提出問題 196
7.3 基于GP的多步預測 197
7.3.1 核函數設計 198
7.3.2 多步預測的架構 199
7.3.3 多步預測算法 202
7.4 基于GP和Lyapunov優化的網絡流量多步預測 203
7.4.1 隊列系統的建模 204
7.4.2 修正預測算法設計 206
7.4.3 復雜度分析 209
7.4.4 應用場景 209
7.5 仿真結果 211
7.5.1 數據集和參數介紹 211
7.5.2 結果與分析 213
7.6 結論 220
參考文獻 221
第8章 總結與展望 227
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