基于3G和WLAN协同下终端能耗最优策略的研究#蔡发辉，刘石峰，胡铮**51015202530（北京邮电大学无线新技术研究所，北京100876）摘要：无线网络技术的发展以及移动终端能力的提升，使得无线环境下进行高效的内容分发的需求显著增长。其中，利用终端多个网络接口的协同技术成为应对该需求的一项关键技术，然而，同时启用多个网络接口会导致终端能量的大幅度消耗，成为制约无线内容分发的一大因素。本文主要提出了使用纳什谈判方法来建模无线协同环境下终端的能耗问题，在节约终端能量的同时，达到终端之间能耗的平衡。由于整体的能量消耗同小组协同终端的数量有关，本文还提出了一种控制小组规模大小的策略，在终端过多时达到整体能量消耗的最优。实验结果表明本文所提的策略减少了终端在无线内容分发中能量的消耗，并且能够达到终端之间能耗的平衡。关键词：协同技术；无线内容分发；纳什谈判；分组策略中图分类号：TN91AnOptimalSchemeforEnergy-EfficientPerformanceinCooperation3GNetworkandWLANCaiFahui,LiuShifeng,HuZheng(WirelessTechnologyInnovationInstitutes,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876)Abstract:Withtheevolutionofwirelessnetworktechnologyandthegrowingcapabilityofmobiledevices,theneedforanefficientcontentdistributioninwirelessnetworkhasbeensignificantlyincreased.Oneofthemostefficientmethodsistomakeuseofmobileterminals’multipleinterfaces.However,runningmultipleinterfacessimultaneouslycansignificantlyleadtorapidreductionofenergy,whichisoneofessentiallimitedfactorsinwirelesscontentdistribution.Thispapermodelstheenergyconsumption’sproblemforwirelesscontentdistributionasabargaininggame,anduseNashbargainingsolutiontoachievethefairnessofenergyconsumptionamongmobileterminals.Moreover,sincethesystemenergyconsumptionisrelatedtothenumberofmobileterminals,theworkalsoproposesaoptimalgroupschemetocontrolthegroupsize.Thesimulationresultsdemonstratethattheproposedschemegivesanobviousreductionoftotalenergyconsumption,comparedwiththosewithoutcooperationsituation,andreachesfairnessofenergyconsumptionamongmobileterminals.Keywords:cooperation;wirelesscontentdistribution;Nashbargainning;groupscheme350引言无线网络技术在近几年中引起了极大的关注，无所不在的网络使得无线环境下对于内容分发的需求（包括观看视频，创建短片、发布内容等）不断地增长。同时，移动终端的能力在不断地提升，当前的移动终端上通常都配置有多个网络接口[1]，其中一个是蜂窝网络的接40口，比如WCDMA、UMTS/HSPA、TD-SCDMA等，另外一个作为短距离无线传输的接口，如WLAN、Bluetooth等。为了克服蜂窝网络上无线资源稀缺的劣势，终端可以在使用蜂窝网络下载内容的同时，通过短距离无线传输接口同其他终端相连进行协同传输。终端上同时使用多个网络接口进行传输的协同技术在很多研究中已经证明有着很大的应用价值，比如提基金项目：泛在网络下多终端协同的网络控制平台及关键技术(2011ZX03005-004-02)作者简介：蔡发辉，(1989-),男,硕士研究生,主要研究方向:无线内容分发。通信联系人：胡铮，(1980-),男,副教授,主要研究方向:移动互联网。huzheng@bupt.edu.cn-1-高网络吞吐量[2]、降低内容下载时间[2]以及减少终端上的能耗[3]等。4550556065虽然通过协同技术，可以充分利用终端间的网络资源，获得较好的网络性能，但是在协同传输过程中，两个网络接口的同时启用会极大地消耗终端的能量，尤其在应对长时间的内容分发。针对无线环境下内容分发的能耗问题，不少学者已经做了相应的研究。在文献[4]中，作者通过部署搭建测试系统，分析在WLAN和Bluetooth协同作用下，终端进行内容分发时能量消耗的特征。文献[5]中同样分析同时使用WLAN和Bluetooth两个不同无线网络接口，验证通过Bluetooth传输能够比WLAN消耗更少的能量。而文献[6]中则是通过制定相应的移动P2P通信机制，达到节约能量消耗的目...