[发明专利]基于预分配的多信道用户均衡接入方法

说明书

本发明公开了一种基于预分配的多信道用户均衡接入方法，本发明的思路为，中心节点在信道上根据每个用户节点的所需信道数以及可工作信道集对信道进行预分配，在满足调整条件时选择待均衡信道和目标信道对用户节点进行信道转移，选择接入用户节点总数最多的信道，对该信道上预先接入且满足信道转移条件的用户节点进行转移，逐步调整用户节点总数过多的信道，不断优化预分配结果，最终实现各信道上的最终接入。本发明具有用户接入成功率高、各信道用户接入更均衡及信道整体利用率高优点。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及星型有线接入网技术领域中的一种基于预分配的多信道用户均衡接入方法。本发明可用于采用多信道绑定技术的接入网络，为待入网的用户高效地分配可接入的信道。

背景技术

在基于共享媒质的有线接入网中，常常采用由一个中心节点和若干用户节点组成的星型拓扑结构。在这种网络结构中很多情况下采用多信道绑定的技术进行通信，因此用户节点在和中心节点在进行通信之前，中心节点需要根据用户节点需要接入的信道数目以及可用的信道与用户进行信道协商，从而为用户节点分配接入的信道。

在已存在的采用多信道绑定技术的接入网络中，中心节点在进行信道协商的时候通常采用信道轮询分配的方法来为每个用户节点分配接入的信道。在这种方法中，中心节点需要为待接入的用户节点依次轮询所有信道，直至满足待接入用户节点所需的信道数目，且每次轮询都需要判断是否满足可接入条件，该条件为用户节点是否可以在该信道上工作以及当前信道容量是否已经到达上限。这种方法的不足之处有两点：其一，当用户数和信道数较多的时候，由于该分配方案采用轮询的方式，因此只能保证接入顺序在前的用户节点有更高的概率满足接入条件，而顺序在后的用户节点因为没有可用信道而无法接入网络进行通信，从而会降低了整个系统的用户接入成功率。其二，采用这种方式即使完成了对所有用户的信道分配，但是该方法并未考虑各信道上用户接入的均衡性，在实际传输的过程中也会出现某些信道上由于接入用户过多而造成大量拥堵从而导致传输时延过大，而某些信道上由于用户接入数目很少从而导致信道利用率很低的情况。

东南大学在其申请的专利文献“一种基站的用户接入方法”(申请号CN10310082326.9申请公布号CN103200649A)中提出了一种基站的用户接入方法。该方法中用户接入的步骤为：(1)参数初始化，所述参数包括活跃基站的集合、活跃基站的位置、所述用户的最小速率请求、及用户到各活跃基站的距离；(2)计算所述活跃基站的本小区负载，并计算所述用户到各活跃基站的负载；(3)选择一活跃基站，根据该用户到该活跃基站的负载与其本小区负载，判断所述用户能否接入该活跃基站；(4)若能接入，则将所述用户接入所选活跃基站；反之，则另选一活跃基站进行判断，直至用户接入一活跃基站；(5)将该用户从所述休眠基站的用户集合中删除。该方法可类比到信道上的用户接入，实现步骤简单，但是，该方法仍然存在两点不足之处：其一，该方法在选择活跃基站的时候具有一定的随机性，因此并不能保证用户接入当前基站是最优的，所以并不能保证所有用户的接入成功率。其二，该方法在用户满足接入条件的时候就直接选择接入当前活跃基站，并未继续判断其他基站的接入情况，因此会出现各个基站接入的用户数不均衡，导致网络资源利用率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于预分配的多信道用户均衡接入方法，用于解决现有的用户接入方法用户接入信道成功率低、各信道用户接入不均衡及信道整体利用率低的问题。

实现本发明目的的思路是，本发明的中心节点在信道上对每个用户节点进行最终接入之前，考虑了用户节点的所需信道需求以及可工作信道集，并据此进行信道预分配，同时在进行信道选择的时候考虑了信道的容量，从整体角度满足各用户节点的信道接入需求，以解决现有的用户接入方法用户接入信道成功率低的问题。本发明为每个用户节点分配最终接入信道时，不断优化预分配结果，在满足调整条件时选择待均衡信道和目标信道对用户节点进行信道转移，选择接入用户节点总数最多的信道，对该信道上预先接入且满足信道转移条件的用户节点进行信道转移，逐步调整用户节点总数过多的信道，由此解决各信道用户接入不均衡及信道整体利用率低的问题。