基于和速率最大化的以用戶為中心可見(jiàn)光通信最優(yōu)預(yù)編碼設(shè)計(jì)

徐文艷，楊 森，段田東

(戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)，河南 鄭州 450002)

1 引 言

下一代無(wú)線通信技術(shù)對(duì)高數(shù)據(jù)速率通信的需求日益增長(zhǎng)，也對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提出了若干挑戰(zhàn)。由于射頻通信中頻譜和功率不足，迫切需要為未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)尋找新的解決方案[1]。近年來(lái)，可見(jiàn)光通信(Visible Light Communication， VLC)這種新技術(shù)得到普遍關(guān)注，有望成為現(xiàn)有無(wú)線技術(shù)的一個(gè)有益補(bǔ)充[2]。通過(guò)大規(guī)模部署發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode， LED)，VLC在未來(lái)無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)中將發(fā)揮重要作用。不同于傳統(tǒng)的射頻系統(tǒng)(Radio Frequency， RF)，VLC系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)是實(shí)值的、非負(fù)的，其通常使用強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測(cè)(Intensity Modulation and Direct Detection， IM/DD)。從網(wǎng)絡(luò)角度來(lái)看，光發(fā)射機(jī)可以看作一個(gè)小的接入點(diǎn)(Access Point， AP)，此外通常需安裝幾盞LED燈，以提供令人滿意的照明，由于在VLC網(wǎng)絡(luò)中通常有多個(gè)用戶[3]，因此該系統(tǒng)可看作一個(gè)多輸入多輸出(Multiple-input Multiple-output，MIMO)系統(tǒng)。MIMO技術(shù)通過(guò)協(xié)作一組光APs同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，利用聯(lián)合信號(hào)處理技術(shù)，能有效地降低協(xié)同小區(qū)內(nèi)的干擾信號(hào)，提高有用信號(hào)的接收效率。傳統(tǒng)上以網(wǎng)絡(luò)為中心的協(xié)作小區(qū)是按靜態(tài)模式預(yù)先分配的，與用戶分布無(wú)關(guān)，雖然Aps協(xié)作成功緩解了小區(qū)內(nèi)干擾，但小區(qū)邊緣的用戶仍然存在較強(qiáng)的小區(qū)間干擾。而以用戶為中心的協(xié)作傳輸方式是動(dòng)態(tài)的[4]，每個(gè)用戶可以選擇為其服務(wù)的Aps集合來(lái)形成虛擬小區(qū)，通過(guò)這種方式打破了傳統(tǒng)的以網(wǎng)絡(luò)為中心的運(yùn)行方式，自適應(yīng)協(xié)作消除了小區(qū)邊緣效應(yīng)，并且通過(guò)在每個(gè)虛擬小區(qū)中布置更多的Aps，極大的提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能。

以用戶為中心的可見(jiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，用戶根據(jù)其服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)要求以及信號(hào)傳輸?shù)男诺罈l件，選擇Aps進(jìn)行傳輸，導(dǎo)致不同用戶的不同光小區(qū)可能重疊。重疊光虛擬小區(qū)間重疊Aps同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶，隨之也帶來(lái)多用戶信道干擾，導(dǎo)致在以用戶為中心的協(xié)作傳輸技術(shù)下，VLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)吞吐量并不能隨著APs密度的增加而增長(zhǎng)。因此消除小區(qū)間干擾成為以用戶為中心的協(xié)作方案順利實(shí)施的關(guān)鍵。對(duì)于光小區(qū)內(nèi)部及小區(qū)間干擾，可以在發(fā)射端采用預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行抑制，當(dāng)已知信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI )，系統(tǒng)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼處理，可以有效降低多用戶間干擾(Multi-User Interference， MUI)，提升系統(tǒng)性能。因此MIMO-VLC系統(tǒng)中在用戶接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)之間應(yīng)用最小均方誤差(Minimum Mean Square Error，MMSE)[5-6]、迫零(Zero-Forcing，ZF)[7]和塊對(duì)角化(Block Diagonalization，BD)[8-9]等預(yù)編碼方案，盡可能消除或減少多用戶干擾。涉及多小區(qū)結(jié)構(gòu)及協(xié)作傳輸預(yù)編碼設(shè)計(jì)的工作，允許小區(qū)間交換用戶的CSI和數(shù)據(jù)，在VLC系統(tǒng)中大都圍繞以網(wǎng)絡(luò)為中心的架構(gòu)展開(kāi)。而對(duì)于可見(jiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)中以用戶為中心的協(xié)作傳輸策略，現(xiàn)有的理論成果[10-13]大都圍繞虛擬小區(qū)生成及網(wǎng)絡(luò)資源分配展開(kāi)，而對(duì)于下行信道信號(hào)傳輸時(shí)使用的預(yù)編碼技術(shù)并沒(méi)有展開(kāi)深入研究。

本文針對(duì)可見(jiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)中以用戶為中心的協(xié)作方式，研究下行鏈路預(yù)編碼方案。針對(duì)以用戶為中心的協(xié)作方式，同一個(gè)燈AP可加入到多個(gè)虛擬小區(qū)，在協(xié)作過(guò)程中信息交換將大量增加，同時(shí)小區(qū)與小區(qū)之間并沒(méi)有明顯的邊界，進(jìn)一步增加了以用戶為中心協(xié)作傳輸方式的復(fù)雜度，為了減少計(jì)算的復(fù)雜性，采用經(jīng)典的迫零技術(shù)(ZF)的預(yù)編碼方案，來(lái)減少小區(qū)內(nèi)以及小區(qū)間的干擾。但是VLC系統(tǒng)光信號(hào)幅值是受限的，因此經(jīng)典的復(fù)平均受限信號(hào)香農(nóng)公式不適用于VLC系統(tǒng)。本文首先建立以用戶為中心協(xié)作策略下的VLC系統(tǒng)具有幅值約束的信道容量最大化下行和速率的預(yù)編碼矩陣優(yōu)化問(wèn)題，然后利用凸優(yōu)化方法進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，盡可能提高用戶的系統(tǒng)和速率。仿真結(jié)果表明，使用ZF預(yù)編碼技術(shù)設(shè)計(jì)最佳波束形成方案具有明顯增益，能有效提升系統(tǒng)和速率。

2 系統(tǒng)模型

本節(jié)針對(duì)室內(nèi)VLC系統(tǒng)的一個(gè)光小區(qū)，假設(shè)有L個(gè)Aps同時(shí)向K個(gè)用戶廣播信息，使用脈沖振幅調(diào)制(Pulse Amplitude Modulation， PAM)方式。由于光信號(hào)的廣播特性，小區(qū)用戶的干擾主要來(lái)自于小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾。

2.1 傳輸模型

由于多用戶占用相同的時(shí)間和頻率，通信系統(tǒng)中必然出現(xiàn)降低傳輸性能的MUI。為了減少干擾，可以采用預(yù)編碼技術(shù)。使用預(yù)編碼的目的是減少接收信號(hào)中的干擾項(xiàng)，通過(guò)構(gòu)造預(yù)編碼矩陣來(lái)消除多用戶干擾，使其與其他用戶的信道矩陣正交，由此來(lái)抑制干擾。假設(shè)室內(nèi)可見(jiàn)光小區(qū)多點(diǎn)協(xié)作傳輸通信模型如圖1所示。

圖1 室內(nèi)光小區(qū)協(xié)作傳輸系統(tǒng)模型Fig.1 VLC cooperative transmission system model

假設(shè)AP發(fā)送給用戶終端的數(shù)據(jù)向量為x=[x1，x2，…，xk]T，假設(shè)xk為零均值電流信號(hào)，其歸一化范圍為[-1，1][14]，根據(jù)用戶傳輸過(guò)程中獲得的CSI進(jìn)行預(yù)編碼，經(jīng)過(guò)矩陣W=[w1，w2，…，wk]T∈RL×K預(yù)編碼處理后，用戶數(shù)據(jù)信號(hào)向量可以用式(1)表示：

(1)

預(yù)編碼后信號(hào)幅度不一定為正，因此在傳輸信號(hào)中需要加上直流偏置。所以發(fā)射信號(hào)t可以表示為：

t=s+d，

(2)

2.2 接收模型

考慮到單個(gè)VLC-MIMO系統(tǒng)，路徑配置通常有兩種主要類型，視距(Line-Of-Sight，LOS)路徑和非視距路徑(Indirect Line-Of-Sight，NLOS)兩種。由于LOS路徑占接收端光功率的95%以上[15]，為方便起見(jiàn)，本文只考慮LOS傳播路徑。

室內(nèi)可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中LED符合朗伯模型，發(fā)射機(jī)與用戶之間的信道增益[16]由式(3)表示：

(3)

其中：Ak代表光電二極管探測(cè)器(Photodiode Detecto，PD)的有效接收面積，R0(φ)表示發(fā)光強(qiáng)度，dk，l代表發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離，φ表示LED燈光的發(fā)射角，ψk，l表示光信號(hào)在光接收機(jī)處的入射角，ψk，c(Field of View， FOV)表示接收機(jī)的視場(chǎng)角，Ts(ψk，l)是光學(xué)濾波器增益，g(ψk，l)是聚光器增益。

假設(shè)通過(guò)預(yù)編碼后可以抑制信道干擾，則第k個(gè)用戶終端接收到的電信號(hào)可以表示為：

(4)

以用戶為中心的協(xié)作傳輸方式是作用于用戶位置和ZF預(yù)編碼的不規(guī)則光小區(qū)，本文假定，只有與用戶有LOS連接的AP才會(huì)被分組到一個(gè)小區(qū)中，協(xié)作為用戶提供服務(wù)。

2.3 可見(jiàn)光通信光信號(hào)實(shí)際約束條件

本節(jié)考慮VLC信號(hào)的實(shí)際約束。RF系統(tǒng)有3種調(diào)制方式，調(diào)幅、調(diào)頻和相位調(diào)制，而可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的調(diào)制方式僅為調(diào)幅，是IM/DD調(diào)制方式，這種限制會(huì)影響預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)。LED線性范圍是有限的，輸出光功率從0線性提高到Pmax[17]。而且，為了保證LED的正常工作，即消除LED過(guò)熱和降低潛在的光強(qiáng)度，LED陣列的驅(qū)動(dòng)電流應(yīng)該制約在[0，Pmax]，即：

(5)

其中dl表示為了滿足LED非負(fù)性要求添加的直流偏置。

由式(5)以及xk∈[-1，1]，可得：

-‖Wk‖1≤sk≤‖Wk‖1.

(6)

結(jié)合式(5)和式(6)，得到以下約束條件：

‖[W]k，：‖1≤Pl，Pl=min(dl，Pmax-dl).

(7)

本文在設(shè)計(jì)基于目標(biāo)性能指標(biāo)的最優(yōu)預(yù)編碼矩陣時(shí)需要考慮式(7)。

3 以用戶為中心的光虛擬小區(qū)預(yù)編碼方案

3.1 問(wèn)題形成

對(duì)于以用戶為中心的協(xié)作傳輸方式，虛擬小區(qū)是從用戶的角度形成的，用戶根據(jù)位置分組，根據(jù)其QoS要求和信道條件，選擇若干個(gè)Aps組成一個(gè)動(dòng)態(tài)光小區(qū)，用戶處在光小區(qū)任意位置都可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求獲取高效、低時(shí)延的服務(wù)，從而達(dá)到網(wǎng)隨人動(dòng)的目的。網(wǎng)絡(luò)不依賴于Aps，而是隨著用戶的移動(dòng)而移動(dòng)。用戶是虛擬小區(qū)的中心，通過(guò)多個(gè)Aps提供服務(wù)。不同的用戶的協(xié)作虛擬小區(qū)相互重疊，在重疊過(guò)程中，用戶始終處于光小區(qū)的中心，小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量得到明顯提升。

為展示本文設(shè)計(jì)方案，使用虛擬小區(qū)的概念，所有服務(wù)Aps和用戶組成一個(gè)虛擬小區(qū)。以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)用戶都選擇幾個(gè)Aps形成一個(gè)虛擬小區(qū)。假設(shè)用戶k和k′的虛擬小區(qū)重疊，重疊部分記為Ck，k′，Ck，k′=Ck∩Ck′為同時(shí)服務(wù)于Uk和Uk′的LED陣列集合。一旦用戶擁有與Aps的LOS連接，LED陣列就被分組到一個(gè)虛擬單元中，以便協(xié)作地為用戶服務(wù)。因此，重疊區(qū)域的干擾信號(hào)便轉(zhuǎn)換成有用的協(xié)作傳輸信號(hào)，則Aps接收到的信號(hào)表示為：

(8)

ZF預(yù)編碼通過(guò)構(gòu)建預(yù)編碼矩陣來(lái)消除多用戶干擾，減少了干擾信號(hào)，并使其與其他用戶的信道矩陣正交。

在上述介紹VLC用戶系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，利用預(yù)編碼向量Wk表示相應(yīng)的和速率問(wèn)題。對(duì)于加性噪聲信道，可以利用熵權(quán)不等式[18]得到下界容量，用戶k的信道容量為：

(9)

從式(9)可以得到，用戶k的可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)率可以表示為：

(10)

因此，系統(tǒng)中所有用戶的和速率可以表示為：

(11)

然后，利用LED輸入信號(hào)為非負(fù)且幅度有限的特點(diǎn)，結(jié)合預(yù)編碼矩陣Wk所受的限制，研究VLC系統(tǒng)下行鏈路的和速率最大化問(wèn)題，表示為：

(12)

需要注意的是，目標(biāo)函數(shù)明顯是非凸的。因此，通常很難立即解決這個(gè)問(wèn)題。因此接下來(lái)試圖通過(guò)尋找局部最優(yōu)性來(lái)研究次優(yōu)解。

提高生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)能夠有效改善小型農(nóng)田水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，在進(jìn)行小型農(nóng)田水利工程建設(shè)前期，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境進(jìn)行仔細(xì)勘察，盡量選擇陸生生物較少的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，以免對(duì)大量野生生物造成傷害。在工程施工時(shí)，提高施工人員的素質(zhì)，減少建筑垃圾的亂排亂放現(xiàn)象，對(duì)施工中產(chǎn)生的污水進(jìn)行有效處理后再排放到河流中。在工程投入使用后，對(duì)管理人員進(jìn)行保護(hù)生態(tài)環(huán)境方面的培訓(xùn)，促進(jìn)工程和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

3.2 和速率最大化分析

(13)

(14)

P3問(wèn)題可由CVX[21]等常用凸優(yōu)化軟件包進(jìn)行優(yōu)化求解，算法1中給出了求解該問(wèn)題的詳細(xì)迭代算法。

算法1：求解(14)式迭代算法

迭代：第i次迭代。

(2)i=i+1。

(2)i=M，M=20為預(yù)先設(shè)置的最大迭代次數(shù)。

由于迭代性質(zhì)，上述算法需要多次迭代才能保證局部最優(yōu)解的收斂性。因此，本文進(jìn)一步研究關(guān)于P1問(wèn)題如何低復(fù)雜度解決的問(wèn)題。

(15)

因此，可以用式(15)代替P1問(wèn)題中的第2個(gè)約束條件。P1問(wèn)題可以表達(dá)為一下優(yōu)化問(wèn)題：

(16)

(17)

P5問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)和前兩個(gè)約束條件都是凸的，但是第3個(gè)約束不是凸的，為了解決P5，首先忽略該第3個(gè)約束條件，得到式(18)：

(18)

由此看出，P6問(wèn)題一個(gè)受線性矩陣約束的標(biāo)準(zhǔn)行列式(MAXDET)，利用CVX標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化包就可以有效的進(jìn)行求解。根據(jù)參考文獻(xiàn)[22]，P4中對(duì)秩一約束總是成立的。換句話說(shuō)，P6題和P4題是等價(jià)的，因此它們有相同的解。

4 以網(wǎng)絡(luò)為中心的虛擬小區(qū)預(yù)編碼方案

采用以網(wǎng)絡(luò)為中心的協(xié)作策略，不僅需要抑制小區(qū)內(nèi)干擾，還需抑制小區(qū)間干擾，尤其對(duì)于小區(qū)邊緣用戶。抑制干擾可采用預(yù)編碼，為小區(qū)內(nèi)用戶設(shè)計(jì)預(yù)編碼矩陣，同時(shí)考慮其他小區(qū)中用戶的信道來(lái)執(zhí)行預(yù)編碼算法。為了做到這一點(diǎn)，需要在小區(qū)之間共享CSI，給系統(tǒng)增加了少量復(fù)雜性。則最大和速率問(wèn)題可以表示為：

(19)

進(jìn)一步推導(dǎo)最大系統(tǒng)和速率可以表示為：

(20)

同公式(18)類似，利用現(xiàn)有的CVX，YALMIP等標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化包可以有效地求解。

5 仿真分析

本節(jié)模擬一個(gè)可見(jiàn)光通信預(yù)編碼廣播系統(tǒng)，評(píng)估上節(jié)中提出的方案。假設(shè)室內(nèi)長(zhǎng)8 m，寬4 m，高3 m，8組LED陣列，4個(gè)用戶。如圖2所示，笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)原點(diǎn)為天花板中心，用于指定用戶終端和LED陣列的位置，假設(shè)所有的用戶在同一個(gè)接收平面上，高為0.65 m，虛線部分表示小區(qū)之間的干擾。由于以用戶為中心的虛擬小區(qū)形成是與用戶位置有很大關(guān)系，故而用戶的位置坐標(biāo)假設(shè)是用戶1：(-3.2，-1.5)；用戶2：(-2，-0.8)；用戶3：(2.2，-0.7)，用戶1和用戶2位于虛擬小區(qū)1中，用戶4在虛擬小區(qū)2中，用戶3在小區(qū)1和2之間移動(dòng)。其他的仿真參數(shù)如表1所示。仿真結(jié)果通過(guò)10 000個(gè)不同的通道實(shí)現(xiàn)，即10 000個(gè)不同位置的用戶分布在該房間中，如果有用戶離開(kāi)房間，則重新初始化該用戶，LED燈陣列平均功率從20～40 dBm不等，相當(dāng)于0.1～10 W。

圖2 室內(nèi)燈Aps和用戶分布Fig.2 Layout of the VLC Aps and users projected.

仿真中研究了VLC系統(tǒng)的和速率性能，和速率sum-rate是所有用戶可達(dá)到的速率之和。圖3給出了用戶不同協(xié)作方式下系統(tǒng)最大和速率和LED平均光功率之間的關(guān)系，從圖3可以看到，經(jīng)過(guò)ZF預(yù)編碼技術(shù)顯著提高了VLC系統(tǒng)和速率，且以用戶為中心的方案性能優(yōu)于傳統(tǒng)的以網(wǎng)絡(luò)為中心的方案，約提高2 nats/s/Hz。分析其原因，主要是因?yàn)橐杂脩魹橹行暮鸵跃W(wǎng)絡(luò)為中心的兩種協(xié)作方式在處理重疊區(qū)域時(shí)存在差異，以網(wǎng)絡(luò)為中心的方案是利用預(yù)編碼技術(shù)降低了邊緣用戶的干擾，而以用戶為中心的重疊信道區(qū)域作為協(xié)同傳輸信道對(duì)用戶的共同提供服務(wù)，將干擾信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳輸信號(hào)，因此以用戶為中心的協(xié)同方案提高了系統(tǒng)性能。此外，隨著傳輸功率的增加，以用戶為中心的和以網(wǎng)絡(luò)為中心的協(xié)作傳輸方式系統(tǒng)和速率均比非協(xié)作傳輸時(shí)高，這是因?yàn)閮煞N協(xié)作傳輸都經(jīng)過(guò)預(yù)編碼技術(shù)的處理把小區(qū)間干擾項(xiàng)消除了，所以和速率更高。

表1 系統(tǒng)仿真參數(shù)

圖3 系統(tǒng)和速率性能Fig.3 Sum-rate performance

圖4給出了3種協(xié)作方式下的用戶平均吞吐量累計(jì)分布函數(shù)(Cumulative Distribution Function，CDF)。仿真結(jié)果顯示使用ZF預(yù)編碼技術(shù)的以用戶為中心傳輸策略用戶平均吞吐量更高。

圖4 不同協(xié)作模式用戶平均吞吐量CDF性能Fig.4 Average throughout CDF performance for users in different collaboration schemes

圖5給出了室內(nèi)相同光布局的情形下，用戶在房間隨機(jī)移動(dòng)，不同用戶終端數(shù)量K的系統(tǒng)平均和速率。注意的是，以用戶為中心的VLC系統(tǒng)平均和速率并未隨著用戶數(shù)量的增加而持續(xù)上升，這是因?yàn)橛脩艄夤β手凳枪潭ǖ模浯卧谑覂?nèi)有限的區(qū)域內(nèi)，增加用戶終端也給ZF預(yù)編碼帶來(lái)了難度和復(fù)雜度，因此需要進(jìn)一步對(duì)虛擬小區(qū)大小進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。

圖5 系統(tǒng)和速率和用戶數(shù)量的關(guān)系Fig.5 Relations between sum-rate and user number

圖6以用戶3為例給出了3種協(xié)作方案的信噪比性能。圖中表示了檢測(cè)到的用戶輸出信號(hào)的AP功率與平均信噪比之間的關(guān)系。從圖中可以看到，以用戶為中心的用戶平均信噪比相較于以網(wǎng)絡(luò)為中心的方案高約5 dB，相較于非協(xié)作方式高約11 dB。用戶受到相鄰虛擬小區(qū)的干擾，采用以用戶為中心協(xié)作時(shí)，大部分的干擾轉(zhuǎn)化為了有用功率，從而提高了該用戶的平均信噪比。

圖6 用戶3信號(hào)的單AP功率與信噪比的關(guān)系Fig.6 Relations between single AP power and SINR of user 3

6 結(jié) 論

本文針對(duì)在VLC系統(tǒng)中以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)作策略，提出了一種基于ZF預(yù)編碼的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)協(xié)作傳輸方案。結(jié)合光學(xué)信號(hào)的實(shí)際限制，研究了VLC系統(tǒng)的可達(dá)和速率最大化問(wèn)題，利用最優(yōu)預(yù)編碼設(shè)計(jì)得到系統(tǒng)最大和速率。為了解決相應(yīng)的復(fù)雜問(wèn)題，提出了一種利用凹凸過(guò)程的局部最優(yōu)迭代算法，最后針對(duì)VLC多用戶多小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中多種協(xié)作形式設(shè)計(jì)了最優(yōu)預(yù)編碼方案，使用戶的系統(tǒng)和速率達(dá)到最優(yōu)。仿真結(jié)果顯示，ZF預(yù)編碼可以有效地提高系統(tǒng)和速度，以用戶為中心的協(xié)作方案可以明顯提升系統(tǒng)性能。本課題將進(jìn)一步研究以用戶為中心的協(xié)作方案中虛擬小區(qū)大小優(yōu)化問(wèn)題，以期最大化整體網(wǎng)絡(luò)性能。