專利名稱：基于用戶需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的群體聯(lián)合接納控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于用戶需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的群體聯(lián)合接納控制方法。
背景技術(shù)：
很多傳統(tǒng)的接納控制決策方法都是基于這樣的假設(shè)用戶的到達(dá)是串行的，即是一個接一個到達(dá)的，方法的決策目標(biāo)是為每一個用戶選擇合適的接入網(wǎng)絡(luò)?；谶@樣的假設(shè)，方法將不會出現(xiàn)任何問題，因為當(dāng)前用戶進(jìn)行決策時，其已經(jīng)了解了之前用戶的網(wǎng)絡(luò)選擇結(jié)果及當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，因此能得到最優(yōu)化的決策結(jié)果。然而，在群體聯(lián)合接納控制場景下，由于多個用戶同時要進(jìn)行接納控制，這樣的假設(shè)將不再存在，如果繼續(xù)使用基于這種假設(shè)的決策方法，將會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的，甚至是錯誤的決策結(jié)果，嚴(yán)重情況下還會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，因為當(dāng)前用戶在進(jìn)行決策時，無法了解其他同步進(jìn)行決策的用戶的接納結(jié)果，并且獲取的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息也不再準(zhǔn)確。在這種不完全信息下，每個用戶單獨做接納決策的方法將無 法得到最優(yōu)的決策結(jié)果。在接納控制機制中，根據(jù)控制類型的不同，可以分為用戶側(cè)控制和網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制這兩大類的決策方法。已有的群體聯(lián)合接納控制方法的思想是在用戶側(cè)控制，即讓所有用戶延遲一個隨機時間，然后按照延遲的時間依次進(jìn)行接納控制，這樣用戶就可以知道前面接納控制的用戶的選擇，從而不會造成某個網(wǎng)路的擁塞。然而，由于用戶側(cè)的用戶信息、網(wǎng)絡(luò)信息不完全、不準(zhǔn)確，因而不能從全局優(yōu)化的角度進(jìn)行接納控制決策。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何解決群體聯(lián)合接納控制造成的信息不完全問題。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于用戶需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的群體聯(lián)合接納控制方法，包括以下步驟SI、基于用戶目標(biāo)偏離度以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡度構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)；S2、針對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行基于遺傳方法或基于固定用戶數(shù)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策。優(yōu)選地，步驟SI中所構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)表示使總體用戶目標(biāo)向量偏離度及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的不均衡度盡可能小，所述總體用戶目標(biāo)向量偏離度用所有用戶目標(biāo)向量與所選網(wǎng)絡(luò)向量之間的偏離度之和表示。優(yōu)選地，步驟S2中基于固定用戶數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策具體包括S21、根據(jù)負(fù)載均衡原則確定每個網(wǎng)絡(luò)分配的用戶數(shù)；S22、利用解決分配問題的匈牙利法確定每個用戶的網(wǎng)絡(luò)選擇情況，以實現(xiàn)每個網(wǎng)絡(luò)分配用戶數(shù)固定前提下總體用戶目標(biāo)向量偏離度的最小化。
優(yōu)選地，所述總體用戶目標(biāo)向量偏離度的計算方法包括步驟S11、將網(wǎng)絡(luò)向量 Netj =J1,…,wse' js)和用戶目標(biāo)向量 Obji = (W^eil,…，
wseis)之間的偏離度表示為々=(Jipbj^Neti) = Y^k=l{^'keik,wke/ jk表示第 j 個網(wǎng)絡(luò)
的第k個參數(shù)值，wkeik表示第i個用戶的第k個目標(biāo)參數(shù)值；用矩陣X = {xu}NXM表示網(wǎng)絡(luò)選擇矩陣，Xij e {0,1},當(dāng)用戶Ui選擇網(wǎng)絡(luò)η」時，Xij = I ;當(dāng)用戶Ui不選擇網(wǎng)絡(luò)η」時，Xij=0，N表示用戶總數(shù)，M表示可用網(wǎng)絡(luò)總數(shù)；S12、確定矩陣X，然后將每個用戶目標(biāo)向量與所選網(wǎng)絡(luò)向量的偏離度表示為Sl(X)=Y^JyXy，總體用戶目標(biāo)向量偏離度表示為{I);S13、將每個網(wǎng)絡(luò)新增加的被占用信道數(shù)表示為=，定義每個網(wǎng)絡(luò)的
負(fù)載_ / = °〗+β; (Λ ] , Oj表示第j個網(wǎng)絡(luò)原始被占用的信道數(shù)，Cj表示第j個網(wǎng)絡(luò)可提供11
的信道數(shù)，假設(shè)完全負(fù)載均衡的情況下，每個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載率為所有用戶數(shù)和所有可用信道
數(shù)之比
權(quán)利要求
1.一種基于用戶需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的群體聯(lián)合接納控制方法，其特征在于，包括以下步驟 51、基于用戶目標(biāo)偏離度以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡度構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)； 52、針對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行基于遺傳方法或基于固定用戶數(shù)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟SI中所構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)表示使總體用戶目標(biāo)向量偏離度及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的不均衡度盡可能小，所述總體用戶目標(biāo)向量偏離度用所有用戶目標(biāo)向量與所選網(wǎng)絡(luò)向量之間的偏尚度之和表不。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟S2中基于固定用戶數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策具體包括 521、根據(jù)負(fù)載均衡原則確定每個網(wǎng)絡(luò)分配的用戶數(shù)； 522、利用解決分配問題的匈牙利法確定每個用戶的網(wǎng)絡(luò)選擇情況，以實現(xiàn)每個網(wǎng)絡(luò)分配用戶數(shù)固定前提下總體用戶目標(biāo)向量偏離度的最小化。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述總體用戶目標(biāo)向量偏離度的計算方法包括步驟 511、將網(wǎng)絡(luò)向量
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟S2中基于遺傳方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策的過程中，用遺傳方法解決整數(shù)規(guī)劃問題得到使目標(biāo)函數(shù)最小化的最優(yōu)解，具體包括 把用戶選擇向量K= {k1； -, kN}, ki e {I,…，Μ}作為遺傳方法每一代的個體，參與選擇、交叉、變異運算，得到使目標(biāo)函數(shù)最小的用戶選擇向量Kmin，用戶選擇向量中Ici為用戶選擇的網(wǎng)絡(luò)，M表示可用網(wǎng)絡(luò)總數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S21具體包括 1)根據(jù)用戶接收到網(wǎng)絡(luò)的信號強度確定網(wǎng)絡(luò)可達(dá)矩陣V={Vij}NXM，只有當(dāng)用戶七接收到網(wǎng)絡(luò)1的信號強度大于門限值時= I ； 2)計算每個網(wǎng)絡(luò)最多需要負(fù)荷的用戶數(shù)比； 3)求每個網(wǎng)絡(luò)增加一個用戶后的負(fù)載率； 4)找到負(fù)載率最低的網(wǎng)絡(luò)Iij，如果比>O，則給該網(wǎng)絡(luò)增加一個用戶，將比減1，否則，把該網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載設(shè)為一個預(yù)設(shè)的值； 5)重復(fù)步驟3)、4)直到把所有用戶分配完畢。
全文摘要
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于用戶需求和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的群體聯(lián)合接納控制方法，包括以下步驟S1、基于用戶目標(biāo)偏離度以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡度構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)；S2、針對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行基于遺傳方法或基于固定用戶數(shù)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策。本發(fā)明由于采用網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制的方式，解決了群體聯(lián)合接納控制造成的信息不完全問題，可以滿足用戶需求并且能充分利用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡。此外，綜合考慮用戶需求以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況，能夠盡可能滿足用戶需求同時達(dá)到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的目標(biāo)，并且可以有效減少群體聯(lián)合接納控制場景下用戶的掉話率。
文檔編號H04W48/06GK102711178SQ201210137170
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者張平, 田輝, 費文超, 連蓉蓉 申請人:北京郵電大學(xué)