一種基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于多業(yè)務(wù)的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配。在本發(fā)明方法，當(dāng)多個(gè)移動(dòng)終端業(yè)務(wù)同時(shí)到來時(shí)，為終端接入一個(gè)合適的無線網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠滿足具有優(yōu)先級(jí)區(qū)分的業(yè)務(wù)需求，也要能夠合理地調(diào)配網(wǎng)絡(luò)帶寬資源以最大限度地滿足各類業(yè)務(wù)請(qǐng)求，使得無線網(wǎng)絡(luò)的總效用達(dá)到最大，在此過程中，使用Sigmoid形式的效用函數(shù)可以方便地對(duì)多類業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一建模，有利于降低資源分配算法在執(zhí)行過程中的復(fù)雜度。
【專利說明】
-種基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種適用于多業(yè)務(wù)的異構(gòu)無線 網(wǎng)絡(luò)資源分配。
【背景技術(shù)】
[0002] 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)是指存在多種無線接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，常見的接入網(wǎng)絡(luò)有3G/4G 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、IEEE802系列的無線局域網(wǎng)和無線城域網(wǎng)等，不同的接入網(wǎng)絡(luò)在覆蓋范 圍、傳輸速率、帶寬、價(jià)格等方面存在差異與互補(bǔ)；同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)中各類業(yè)務(wù)QoS需求不同， 如會(huì)話類業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求敏感;流類業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)丟包率要求較低;交互類業(yè)務(wù)是典型的 "請(qǐng)求應(yīng)答式業(yè)務(wù)"，能容忍的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延介于會(huì)話類與流類業(yè)務(wù)之間；背景類業(yè)務(wù)包含有文 件傳輸或電子郵件等業(yè)務(wù)，運(yùn)類業(yè)務(wù)的性能會(huì)隨著帶寬的增加而提高。在多業(yè)務(wù)的異構(gòu)無 線網(wǎng)絡(luò)中，如何協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)間無線資源，為不同業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，最優(yōu)化無線資源利 用率成為異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究熱點(diǎn)。
[0003] 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多業(yè)務(wù)資源分配的基本思想就是充分利用各異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)特性，有效地為產(chǎn)生不同業(yè)務(wù)的移動(dòng)終端選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)W提供相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從 而實(shí)現(xiàn)整個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的資源優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)整體資源利用率，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡。
[0004] 基于多業(yè)務(wù)的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法主要采用基于效用的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配算 法，該算法對(duì)不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資源請(qǐng)求，采用效用函數(shù)對(duì)終端業(yè)務(wù)的資源分配滿意度進(jìn)行 數(shù)值量化，并通過建立效用最大化的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，W達(dá)到無線網(wǎng)絡(luò)中所有用戶對(duì)分配的 資源滿意度最大目的。基于效用的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配重點(diǎn)在于效用函數(shù)選取上，選擇不同的效 用函數(shù)對(duì)用戶獲得網(wǎng)絡(luò)資源滿意度的刻畫也有所區(qū)別，例如有的效用函數(shù)會(huì)在很小的資源 變化區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生很大幅度的效用值變化，而有的則變化緩慢。因此，對(duì)不同業(yè)務(wù)選擇相似的 效用函數(shù)，會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配算法性能產(chǎn)生影響。目前，基于多業(yè)務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配方 法主要存在如下不足之處:基于效用的資源調(diào)配考慮了網(wǎng)絡(luò)中各類業(yè)務(wù)的效用變化特性， 并采用不同業(yè)務(wù)的效用函數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)建立效用最大化數(shù)學(xué)模型，但優(yōu)化模型中沒有對(duì) 業(yè)務(wù)及用戶的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行區(qū)分，因此該模型不適用于具有優(yōu)先級(jí)區(qū)分的場(chǎng)景。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò) 資源分配方法，采用統(tǒng)一的Sigmoid函數(shù)對(duì)不同業(yè)務(wù)的效用進(jìn)行描述，同時(shí)，能夠明確地區(qū) 分不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的效用，并W效用最大化為目標(biāo)，保證各優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬資源分配能 夠獲得相應(yīng)的保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于公開一種基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，當(dāng) 多個(gè)移動(dòng)終端業(yè)務(wù)同時(shí)到來時(shí)，為終端接入一個(gè)合適的無線網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠滿足具有優(yōu)先 級(jí)區(qū)分的業(yè)務(wù)需求，也要能夠合理地調(diào)配網(wǎng)絡(luò)帶寬資源W最大限度地滿足各類業(yè)務(wù)請(qǐng)求， 使得無線網(wǎng)絡(luò)的總效用達(dá)到最大，在此過程中，使用Sigmoid形式的效用函數(shù)可W方便地對(duì) 多類業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一建模，有利于降低資源分配算法在執(zhí)行過程中的復(fù)雜度。
[0007] -種基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，包括如下步驟：
[000引S1、終端用戶產(chǎn)生業(yè)務(wù)請(qǐng)求，具體為:終端用戶t根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求向其歸屬無 線網(wǎng)絡(luò)下的無線接入點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，匯報(bào)終端用戶優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)類型、帶寬需求值，其中，所述 終端用戶優(yōu)先級(jí)包括j個(gè)等級(jí)，j ^ 1，所述業(yè)務(wù)類型包括會(huì)話類、流類、交互類和背景類四類 業(yè)務(wù)，分別用i = 1，2，3，4來表示，即，i = 1表示會(huì)話類業(yè)務(wù)，i = 2表示流類業(yè)務(wù)，i = 3表示交 互類業(yè)務(wù)，i = 4表示背景類業(yè)務(wù)，所述四類業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)依次降低，各類業(yè)務(wù)的帶寬需 求值范圍為[公r，《r];
[0009] S2、各無線接入點(diǎn)匯集終端業(yè)務(wù)請(qǐng)求，并將其匯報(bào)至資源管理器，具體為:各無線 接入點(diǎn)在收到終端請(qǐng)求后，將該無線接入點(diǎn)下所有終端用戶的用戶優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)類型、帶寬 需求最小值、最大值W及無線接入點(diǎn)類型和無線接入點(diǎn)帶寬容量值匯報(bào)至資源管理器；
[0010] S3、資源管理器根據(jù)終端用戶所產(chǎn)生的四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)特征，統(tǒng)一采用 Sigmoid函數(shù)對(duì)四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)進(jìn)行擬合，并將四類業(yè)務(wù)的效用值統(tǒng)一調(diào)整至[0，1]的 區(qū)間，所述四類業(yè)務(wù)Sigmoid函數(shù)形式為
其中，bti表示業(yè)務(wù)類型為 i的終端用戶t分配到的帶寬值，Uti(bti)表示業(yè)務(wù)類型為i的終端用戶t分配帶寬bti時(shí)的效 用，A、B、C、D和E均為待定系數(shù)，需根據(jù)該業(yè)務(wù)所屬類型i、該類業(yè)務(wù)效用特征、W及該業(yè)務(wù)的 最小帶寬需求值Bfn和最大帶寬需求值巧r進(jìn)行確定；
[0011] S4、資源管理器進(jìn)行帶寬分配建模，即資源管理器根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型統(tǒng)一對(duì)所 有終端用戶請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化建模，數(shù)學(xué)模型具體為
[0012]
[0013]
[0014] 其中，T為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中終端
[0015]
[0016]
[0017]
[001引用戶總數(shù)，U為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中終端用戶產(chǎn)生業(yè)務(wù)的效用總和，Cns表示RATn下BS/Aps的 容量；
[0019] S5、資源管理器使用階梯函數(shù)，根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)的效用值進(jìn) 行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)整，保證優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)效用值能保持較高的水平；
[0020] S6、資源管理器使用S5中所述的調(diào)整后的基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值代入S4中所述 的資源分配模型，采用分支界定法對(duì)S4所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解；
[0021] S7、帶寬調(diào)配執(zhí)行，即，資源管理器將帶寬分配計(jì)算結(jié)果下發(fā)至相應(yīng)無線接入網(wǎng)中 的無線接入點(diǎn)，每個(gè)無線接入點(diǎn)再根據(jù)該帶寬調(diào)配方案為終端用戶分配相應(yīng)的帶寬值。
[0022] 進(jìn)一步地，S5所述基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值調(diào)整過程，具體步驟如下：
[0023] S51、根據(jù)終端用戶優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，綜合確定優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)總數(shù)為M，其中，M 小于等于用戶優(yōu)先級(jí)總數(shù)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)總數(shù)的乘積；
[0024] S52、保證最局優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值始終為1;
[0025] S53、除最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)外，對(duì)于其他優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，首先將[0，1]區(qū)間等分為M段， 每段的長度化/M，每段的優(yōu)先級(jí)基數(shù)值是1/M的k倍，其中，k為優(yōu)先級(jí)值，k=l，2,…，M-1;
[0026] S54、把S3計(jì)算得到的業(yè)務(wù)效用值uti(bti)除WM，再加上根據(jù)該業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)值利 用S53確定的優(yōu)先級(jí)基數(shù)，得到調(diào)整后的基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：
[00%] 1、降低算法復(fù)雜度。使用Sigmoid形式的效用函數(shù)可W方便地對(duì)多類業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng) 一建模，有利于降低資源分配算法在執(zhí)行過程中的復(fù)雜度。
[0029] 2、處理多種業(yè)務(wù)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠針對(duì)多種業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬資源分配工作。
[0030] 3、基于優(yōu)先級(jí)的帶寬分配。綜合用戶優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)類型確定業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，引入 階梯函數(shù)作為優(yōu)先級(jí)區(qū)分機(jī)制對(duì)效用函數(shù)做量化處理，保證優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)優(yōu)先分配帶寬 資源。
【附圖說明】
[0031] 圖1是基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配流程。
[0032] 圖2為仿真（1)的情況下各類用戶產(chǎn)生的會(huì)話類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0033] 圖3為仿真（1)的情況下各類用戶產(chǎn)生的流類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0034] 圖4為仿真（1)的情況下高級(jí)與低級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0035] 圖5為仿真（1)的情況下中級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0036] 圖6表示仿真（1)的情況下各類用戶產(chǎn)生的背景類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0037] 圖7為仿真(2)的情況下各類用戶產(chǎn)生的會(huì)話類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0038] 圖8為仿真(2)的情況下各類用戶產(chǎn)生的流類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0039] 圖9為仿真(2)的情況下高級(jí)與低級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0040] 圖10為仿真(2)的情況下中級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0041] 圖11表示仿真(2)的情況下各類用戶產(chǎn)生的背景類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0043] 設(shè)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由WLAN與UMTS兩類無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，且每個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)分別有兩 個(gè)接入點(diǎn)，即，n e {1，2}，S e {Si，S2}，其中，n = 1表示RATi為WLAN網(wǎng)絡(luò)，n = 2表示RAT2為UMTS 網(wǎng)絡(luò)，S讀示W(wǎng)LAN網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)集合，Si ={ 1，2 }，S2表示UMTS網(wǎng)絡(luò)中的接入點(diǎn)集合，S2 = {1，2}，用戶終端類型均為多模單待終端，在該無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，所有終端都有機(jī)會(huì)接入任 意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)獲得帶寬資源。
[0044] S1、終端用戶產(chǎn)生業(yè)務(wù)請(qǐng)求，具體為:終端用戶根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求向其歸屬無線 網(wǎng)絡(luò)下的無線接入點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，匯報(bào)終端用戶優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)類型、帶寬需求值，其中，終端用 戶優(yōu)先級(jí)包括3個(gè)等級(jí)，分別為高級(jí)、中級(jí)和低級(jí)，業(yè)務(wù)類型包括會(huì)話類、流類、交互類和背 景類四類業(yè)務(wù)，分別用i = l，2,3,4來表示，四類業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)依次降低，各類業(yè)務(wù)的帶 寬需求值范圍如表1所示；
[0045] 表1四類業(yè)務(wù)帶寬需求值表
[0046]
[0047] S2、各無線接入點(diǎn)匯集終端業(yè)務(wù)請(qǐng)求，并將其匯報(bào)至資源管理器，具體為:各無線 接入點(diǎn)在收到終端請(qǐng)求后，將該無線接入點(diǎn)下所有終端用戶的用戶優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)類型、帶寬 需求最小值、最大值W及無線接入點(diǎn)類型和無線接入點(diǎn)帶寬容量值匯報(bào)至資源管理器；
[004引S3、資源管理器根據(jù)終端用戶所產(chǎn)生的四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)特征，統(tǒng)一采用 Sigmoid函數(shù)對(duì)四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)進(jìn)行擬合，并將四類業(yè)務(wù)的效用值統(tǒng)一調(diào)整至[0，1]的 區(qū)間，四類業(yè)務(wù)Sigmoid函數(shù)形式統(tǒng)一為
其中，bti表示業(yè)務(wù)類型為 i的終端用戶t分配到的帶寬值，Uti(bti)表示業(yè)務(wù)類型為i的終端用戶t分配帶寬bti時(shí)的效 用，A、B、C、D和E均為待定系數(shù)，運(yùn)五個(gè)待定系數(shù)需根據(jù)該業(yè)務(wù)所屬類型i、該類業(yè)務(wù)效用特 征、W及該業(yè)務(wù)的最小帶寬需求值和最大帶寬需求值巧r進(jìn)行確定，例如，根據(jù)表1提供 數(shù)值，業(yè)務(wù)所屬類型為會(huì)話類型，會(huì)話類型業(yè)務(wù)的效用特征（具有固定帶寬需求值 0.256Mbps，若實(shí)際帶寬分配低于0.256Mbps，用戶效用就會(huì)降至0，當(dāng)實(shí)際帶寬分配高于 0.256Mbps時(shí)，用戶效用也不會(huì)繼續(xù)增加），W及該類業(yè)務(wù)的最小帶寬需求值0.256Mbps和最 大帶寬需求值0.256Mbps，通過擬合確定該情況下的會(huì)話類型業(yè)務(wù)的效用函數(shù)
其中，A=I, B = 2.298，C = 50，D = 0.2946，E = 0;
[0049] S4、資源管理器進(jìn)行帶寬分配建模，即資源管理器根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型統(tǒng)一對(duì)所有終端用戶請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化建模，數(shù)學(xué)模型具體為
[(K)加]
[0化1 ]
[0052] 其中，T為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中終端用戶
[0化3]
[0化4]
[0化5]
[0056] 產(chǎn)生的業(yè)務(wù)總數(shù)，U為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中終端用戶產(chǎn)生業(yè)務(wù)的效用總和，Cns為RAVfBS/ APs 的容量，運(yùn)里 Cii = 17Mbps，Ci2 = 13Mbps，C21 = 14Mbps、C22 = 16Mbps。
[0057] S5、資源管理器使用階梯函數(shù)，根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)的效用值進(jìn) 行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)整，保證優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)效用值能保持較高的水平；
[0058] 基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值調(diào)整過程，具體步驟如下：
[0059] S51、本實(shí)施例里，根據(jù)3個(gè)用戶優(yōu)先級(jí)和4個(gè)業(yè)務(wù)類型，綜合確定優(yōu)先級(jí)總數(shù)為M = 3 X 4 = 12，優(yōu)先級(jí)取值越小，優(yōu)先級(jí)值越高，優(yōu)先級(jí)定義如表2所示，其中，高級(jí)用戶產(chǎn)生的 會(huì)話類業(yè)務(wù)其綜合優(yōu)先級(jí)最高，值為1，低級(jí)用戶產(chǎn)生的背景類業(yè)務(wù)其綜合優(yōu)先級(jí)最低，值 為12;
[0060] 棄9給會(huì)他庫?純吿成
[0061]
[0062] S52、保證最高優(yōu)先級(jí)(綜合優(yōu)先級(jí)值為1)的業(yè)務(wù)效用值始終為1;
[0063] S53、除最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)外，對(duì)于其他優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，首先，將[0，1]區(qū)間等分為12 段，每段的長度為1/12,每段的優(yōu)先級(jí)基數(shù)值是1/12的k倍，其中，k為優(yōu)先級(jí)值，k=l，2,…， 11;
[0064] S54、把S3計(jì)算得到的業(yè)務(wù)效用值uti(bti)除W12,再加上根據(jù)該業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)值 利用S53確定的優(yōu)先級(jí)基數(shù)，得到調(diào)整后的基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值。
[0065] S6、資源管理器使用S54中調(diào)整后的基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值代入S4中的資源分 配模型，采用分支界定法對(duì)S4數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解；
[0066] S7、帶寬調(diào)配執(zhí)行，即，資源管理器將帶寬分配計(jì)算結(jié)果下發(fā)至相應(yīng)無線接入網(wǎng)中 的無線接入點(diǎn)，每個(gè)無線接入點(diǎn)再根據(jù)該帶寬調(diào)配方案為終端用戶分配相應(yīng)的帶寬值。
[0067] W中級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)數(shù)(綜合優(yōu)先級(jí)值為8)作為變量，分別對(duì)兩種情況 進(jìn)行仿真，所述仿真中，用戶產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)均采用表3設(shè)置：
[0068] 表3異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配用戶數(shù)設(shè)置
[0069]
[0070] (1)、未對(duì)四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)整：
[0071] 圖2-圖6展示了仿真（I)的情況下各等級(jí)用戶產(chǎn)生的各類業(yè)務(wù)接入無線網(wǎng)絡(luò)的情 況。
[0072] 圖2為仿真（1)的情況下各類用戶產(chǎn)生的會(huì)話類業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖3為仿真（1)的情況 下各類用戶產(chǎn)生的流類業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖4為仿真（1)的情況下高級(jí)與低級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類 業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖5為仿真（1)的情況下中級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖6表示仿真（1) 的情況下各類用戶產(chǎn)生的背景類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0073] (2)、采用階梯函數(shù)對(duì)四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)整：
[0074] 圖7-圖11展示了仿真(2)的情況下各等級(jí)用戶產(chǎn)生的各類業(yè)務(wù)接入無線網(wǎng)絡(luò)的情 況。
[0075] 圖7為仿真(2)的情況下各類用戶產(chǎn)生的會(huì)話類業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖8為仿真(2)的情況 下各類用戶產(chǎn)生的流類業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖9為仿真(2)的情況下高級(jí)與低級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類 業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖10為仿真（2)的情況下中級(jí)用戶產(chǎn)生的交互類業(yè)務(wù)接入數(shù)，圖11表示仿真 (2)的情況下各類用戶產(chǎn)生的背景類業(yè)務(wù)接入數(shù)。
[0076] 從仿真（1)和仿真（2)的結(jié)果可W看出，如果目標(biāo)函數(shù)中不進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào) 整，得到的帶寬資源分配結(jié)果將無法保障高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的接入，而引入階梯函數(shù)對(duì)模型的 目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)整之后，通過業(yè)務(wù)的帶寬分配結(jié)果能夠清晰明確地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù) 的優(yōu)先級(jí)區(qū)分，該方法能夠保證在無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的資源容量范圍內(nèi)，優(yōu)先調(diào)整低優(yōu)先級(jí) 的業(yè)務(wù)帶寬資源分配W滿足更高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬資源請(qǐng)求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 終端用戶產(chǎn)生業(yè)務(wù)請(qǐng)求，具體為:終端用戶t根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求向其歸屬無線網(wǎng) 絡(luò)下的無線接入點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，匯報(bào)終端用戶優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)類型、帶寬需求值，其中，所述終端 用戶優(yōu)先級(jí)包括j個(gè)等級(jí)，j ^ 1，所述業(yè)務(wù)類型包括會(huì)話類、流類、交互類和背景類四類業(yè) 務(wù)，分別用i = 1，2，3，4來表示，即，i = 1表示會(huì)話類業(yè)務(wù)，i = 2表示流類業(yè)務(wù)，i = 3表示交互 類業(yè)務(wù)，i = 4表示背景類業(yè)務(wù)，所述四類業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)依次降低，各類業(yè)務(wù)的帶寬需求 值范圍為[與'""，邱…]; 52、 各無線接入點(diǎn)匯集終端業(yè)務(wù)請(qǐng)求，并將其匯報(bào)至資源管理器，具體為:各無線接入 點(diǎn)在收到終端請(qǐng)求后，將該無線接入點(diǎn)下所有終端用戶的用戶優(yōu)先級(jí)、業(yè)務(wù)類型、帶寬需求 最小值、最大值W及無線接入點(diǎn)類型和無線接入點(diǎn)帶寬容量值匯報(bào)至資源管理器； 53、 資源管理器根據(jù)終端用戶所產(chǎn)生的四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)特征，統(tǒng)一采用Sigmoid函 數(shù)對(duì)四類業(yè)務(wù)的效用函數(shù)進(jìn)行擬合，并將四類業(yè)務(wù)的效用值統(tǒng)一調(diào)整至[〇，1]的區(qū)間，所述 四類業(yè)務(wù)Sigmoid函數(shù)形式天妻中，bt康示業(yè)務(wù)類型為i的終端用 戶t分配到的帶寬值，uti(bti)表示業(yè)務(wù)類型為i的終端用戶t分配帶寬bti時(shí)的效用，A、B、C、D 和E均為待定系數(shù)，需根據(jù)該業(yè)務(wù)所屬類型i、該類業(yè)務(wù)效用特征、W及該業(yè)務(wù)的最小帶寬需 求值Β；；ιη和最大帶寬需求值巧r**進(jìn)行確定； 54、 資源管理器進(jìn)行帶寬分配建模，即資源管理器根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型統(tǒng)一對(duì)所有終端用戶請(qǐng)求進(jìn)行優(yōu)化建模，數(shù)學(xué)模型具體天其中，Cns表示RATn下BS/Aps的容量； 55、 資源管理器使用階梯函數(shù)，根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)的效用值進(jìn)行基 于優(yōu)先級(jí)的調(diào)整，保證優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)效用值能保持較高的水平。 56、 資源管理器使用S5中所述的調(diào)整后的基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值代入S4中所述的資 源分配模型，采用分支界定法對(duì)S4所述數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解； 57、 帶寬調(diào)配執(zhí)行，即，資源管理器將帶寬分配計(jì)算結(jié)果下發(fā)至相應(yīng)無線接入網(wǎng)中的無 線接入點(diǎn)，每個(gè)無線接入點(diǎn)再根據(jù)該帶寬調(diào)配方案為終端用戶分配相應(yīng)的帶寬值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的額一種基于優(yōu)先級(jí)的多業(yè)務(wù)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，其 特征在于:S5所述基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值調(diào)整過程，具體步驟如下： S51、根據(jù)終端用戶優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，綜合確定優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)總數(shù)為M，其中，Μ小于 等于用戶優(yōu)先級(jí)總數(shù)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)總數(shù)的乘積； 552、 保證最高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值始終為1; 553、 除最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)外，對(duì)于其他優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，首先將[0，1]區(qū)間等分為Μ段，每段 的長度為1 /Μ，每段的優(yōu)先級(jí)基數(shù)值是1 /Μ的k倍，其中，k為優(yōu)先級(jí)值，k = 1，2，…，Μ-1; 554、 把S3計(jì)算得到的業(yè)務(wù)效用值uti(bti)除WM，再加上根據(jù)該業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)值利用S53 確定的優(yōu)先級(jí)基數(shù)，得到調(diào)整后的基于優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)效用值。
【文檔編號(hào)】H04W16/22GK105848171SQ201610327027
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】蘇儉, 劉宇涵, 郭偉
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)