Optimal Resource Allocation with Principle of Equality and Diminishing Marginal Utility in Wireless Networks
Optimal Resource Allocation with Principle of Equality and Diminishing Marginal Utility in Wireless Networks
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无线网络中基于平等和边际效用递减原则的最优资源分配
DOI：
10.1007/s11277-015-2655-0
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发表时间：
2015-05
影响因子：
2.2
通讯作者：
Zhang Yongchang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tan Liansheng;Zhang Yongchang
在本文中，我们研究了无线网络中的最优资源分配问题，其中所有类型的流量包括最佳努力和服务质量（QoS；软QoS和硬QoS）用统一的效用函数来描述。将被攻击的问题转化为网络效用最大化（NUM）模型。我们根据用户效用和流量类型参数建立公平性指标，并研究它们之间的关系。边际效用递减规律在经济学中被广泛接受。在本文中，我们建立了相等和边际效用递减的原则，使我们能够找到期望的最优解的NUM模型通过使用这一原则，相应的，在总资源充足的情况下和在总资源不足的情况下。对于上述两种情况，我们提出了一些基本的定理和算法来寻找最优解。通过仿真结果对所提出的算法进行了评价。理论分析和仿真结果不仅验证了所提算法的有效性和效率，而且揭示了在某一分配方案下，最优资源分配与流量类型、总可用资源和用户信道质量等因素之间的关系，以及公平性与总资源之间的关系。
In this paper, we study the optimal resource allocation problem in a wireless network, where all types of traffic including best effort and quality of service (QoS; Soft QoS and Hard QoS) are described by a unified utility function. The attacked problem is casted into a network utility maximization (NUM) model. We formulate the fairness index in terms of users’ utility and traffic type parameters, and then study their relationships. Law of diminishing marginal utility is widely accepted in economics. In this paper, we establish the principle of equality and diminishing marginal utility that enables us to find the desired optimal solution to the NUM model by using this principle, correspondingly for the case where the total resource is sufficient and for the case where the total resource is insufficient. We propose some essential theorems and algorithms to find the optimal solution for the above two cases. The proposed algorithms are evaluated via simulation results. The theoretical analysis and simulation results not only validate the efficacy and efficiency of the proposed algorithms but also disclose the relation between the optimal resource allocation and the factors of traffic types, total available resource and user’s channel quality and the relation between fairness and total resource with respect to a certain allocation scheme.
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DOI：
--
发表时间：
1998-09
期刊：
ArXiv
影响因子：
--
作者：
R. Jain;D. Chiu;W. Hawe
通讯作者：
R. Jain;D. Chiu;W. Hawe
影响因子：
12.9
作者：
Auer, Gunther;Giannini, Vito;Fehske, Albrecht
通讯作者：
Fehske, Albrecht
影响因子：
2.1
作者：
Sharifa Al Khanjari;B. Arafeh;K. Day;N. Alzeidi
通讯作者：
Sharifa Al Khanjari;B. Arafeh;K. Day;N. Alzeidi
影响因子：
2.1
作者：
S. Ghavami;B. Abolhassani
通讯作者：
S. Ghavami;B. Abolhassani
DOI：
10.1109/49.778183
发表时间：
1999-07
期刊：
IEEE J. Sel. Areas Commun.
影响因子：
--
作者：
K. Balachandran;Srinivas R. Kadaba;S. Nanda
通讯作者：
K. Balachandran;Srinivas R. Kadaba;S. Nanda