无线网络虚拟化多播技术研究

Wireless network virtualization (WNV) enables the efficient sharing of wireless resource and infrastructures among multiple coexisting wireless networks by unified network management. Considering the common interests on popular information among users, this project proposes the WNV-based multicast technique, which will be investigated in following three aspects: 1) Multicast group forming. With the consideration of network revenue, overhead and the limitation of resource, this project formulates the mathematical models to quantify the network utility, and then, forms multicast groups targeting at the maximization of overall network utility. 2) Resources mapping. Both access point selection and wireless resources (such as, spectrum, transmission power, etc.) allocation are jointly investigated to suppress interferences among the formed multicast groups. 3) Cooperative transmission. To enhance the reliability/security of proposed WNV-based multicast, cooperation nodes are opportunistically scheduled to forward information or generate artificial interferences for each formed multicast group. The investigations of this project will provide a great basis for reliable/secure sharing of popular information among different networks, thus promoting the applications of WNV-based multicast technique.

无线网络虚拟化技术通过对多个共存网络的统一管理，可实现无线资源/基础设施的网络间高效共享。本项目针对各共存网络中用户对热点信息的共性需求，从三方面研究热点信息的无线网络虚拟化多播传输技术。1.多播用户组形成：综合考虑跨网络多播传输的网络收益、开销以及系统资源约束，建立网络效用数学模型，以网络效用最大化为目标，构造跨网络的多播用户组；2.资源映射：利用无线资源/基础设施的跨网络共享，为各多播用户组选择最佳服务接入点，分配频谱、功率等无线资源，抑制不同多播用户组之间的干扰；3.协作传输：为各多播用户组机会式地选择协作节点，通过协作节点对热点信息转发或人工干扰，提高无线网络虚拟化多播传输的可靠性/安全性。本项目的研究对于实现不同网络间热点信息的高效、安全共享，推动无线网络虚拟化多播技术的应用有着重要意义。

无线网络虚拟化技术通过对网络资源进行统一管理，实现无线资源/基础设施的网络间高效共享，可有效地提升资源利用率、降低网络能耗。本项目针对各共存网络中用户对热点信息的共性需求，完成了如下三方面研究工作：1.多播用户组形成：设计了面向可靠性/安全性的效用函数，提出了一个启发式多播用户组形成和子信道分配算法，可得到最大化安全性/可靠性效用函数的多播用户成组方案。2.资源映射：针对面向可靠性的资源映射问题，提出了一个基于半定松弛的优化算法，在确保可靠性条件下取得能耗开销最小的缓存和传输资源优化方案。针对面向差异化安全需求的资源映射问题，提出了随机舍入算法和启发式算法，在允许的性能损失下降低算法复杂度。3.协作传输：针对分层型NOMA多播场景，设计了多种分布式和机会式NOMA协作多播传输策略，提升了分层型NOMA多播的可靠性。针对存在不可信中继的NOMA多播场景，设计了基于协同干扰的安全传输策略，并提出了相应的近用户调度准则，提升多播传输安全性。针对存在恶意窃听的NOMA多播场景，设计了一种新型传输中断约束方案，降低了安全中断概率。本项目的研究成果对于实现不同网络间热点信息的高效、安全共享，推动无线网络虚拟化多播技术的应用具有指导意义。