[发明专利]基于用户需求和网络负载均衡的群体联合接纳控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种基于用户需求和网络负载均衡的群体联合接纳控制方法。

背景技术

很多传统的接纳控制决策方法都是基于这样的假设：用户的到达是串行的，即是一个接一个到达的，方法的决策目标是为每一个用户选择合适的接入网络。基于这样的假设，方法将不会出现任何问题，因为当前用户进行决策时，其已经了解了之前用户的网络选择结果及当前的网络状态，因此能得到最优化的决策结果。然而，在群体联合接纳控制场景下，由于多个用户同时要进行接纳控制，这样的假设将不再存在，如果继续使用基于这种假设的决策方法，将会出现不准确的，甚至是错误的决策结果，严重情况下还会导致网络拥塞，因为当前用户在进行决策时，无法了解其他同步进行决策的用户的接纳结果，并且获取的网络状态信息也不再准确。在这种不完全信息下，每个用户单独做接纳决策的方法将无法得到最优的决策结果。

在接纳控制机制中，根据控制类型的不同，可以分为用户侧控制和网络侧控制这两大类的决策方法。已有的群体联合接纳控制方法的思想是在用户侧控制，即让所有用户延迟一个随机时间，然后按照延迟的时间依次进行接纳控制，这样用户就可以知道前面接纳控制的用户的选择，从而不会造成某个网路的拥塞。然而，由于用户侧的用户信息、网络信息不完全、不准确，因而不能从全局优化的角度进行接纳控制决策。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何解决群体联合接纳控制造成的信息不完全问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于用户需求和网络负载均衡的群体联合接纳控制方法，包括以下步骤：

S1、基于用户目标偏离度以及网络负载均衡度构建目标函数；

S2、针对所述目标函数进行基于遗传方法或基于固定用户数的网络侧决策。

优选地，步骤S1中所构建目标函数表示：使总体用户目标向量偏离度及网络负载的不均衡度尽可能小，所述总体用户目标向量偏离度用所有用户目标向量与所选网络向量之间的偏离度之和表示。

优选地，步骤S2中基于固定用户数进行网络侧决策具体包括：

S21、根据负载均衡原则确定每个网络分配的用户数；

S22、利用解决分配问题的匈牙利法确定每个用户的网络选择情况，以实现每个网络分配用户数固定前提下总体用户目标向量偏离度的最小化。

优选地，所述总体用户目标向量偏离度的计算方法包括步骤：

S11、将网络向量Net_j＝(w₁e′_j1，…，w_se′_js)和用户目标向量Obj_i＝(w₁e_i1，…，w_se_is)之间的偏离度表示为w_ke′_jk表示第j个网络的第k个参数值，w_ke_ik表示第i个用户的第k个目标参数值；用矩阵X＝{x_ij}_N×M表示网络选择矩阵，x_ij∈{0，1}，当用户u_i选择网络n_j时，x_ij＝1；当用户u_i不选择网络n_j时，x_ij＝0，N表示用户总数，M表示可用网络总数；

S12、确定矩阵X，然后将每个用户目标向量与所选网络向量的偏离度表示为总体用户目标向量偏离度表示为

S13、将每个网络新增加的被占用信道数表示为定义每个网络的负载率O_j表示第j个网络原始被占用的信道数，C_j表示第j个网络可提供的信道数，假设完全负载均衡的情况下，每个网络的负载率为所有用户数和所有可用信道数之比用表示网络负载的不均衡程度；

S14、将目标函数表示为：