[发明专利]基于随机决定的启发式用户连接的负载均衡方法

摘要

本发明公开了超密集异构网络中一种离散的基于随机决定的启发式用户连接的负载均衡方法，用户对于其可选的候选基站拥有一个连接概率向量，根据当下的网络环境，根据连接概率向量随机的选择服务基站，从选择的基站中获得自己的连接反馈，更新自己的连接概率向量，直至连接概率向量中某一个成员接近1，最终确定要连接的服务基站。采用本发明中的方法，可以根据现有网络的负载状况，让新到达的用户选择连接最优的基站。根据局部信息确定连接，减少了整个网络的信令开销和计算复杂度。能够提高超密集异构网络中负载的均衡性和用户速率的公平性，同时提升超密集异构网络资源的利用率。

主权项

1.一种基于随机决定的启发式用户连接的负载均衡方法，其特征在于：用户对于其可以连接的候选基站拥有一个连接概率向量，根据当前的网络环境，根据连接概率向量随机地选择服务基站，从选中的基站中获得自己的连接反馈，更新自己的连接概率向量，直至连接概率向量中某一个成员接近1，最终确定要连接的服务基站；具体过程如下：1)基站选择策略在用户端，每个用户根据随机策略随机地选择一个基站，用户i根据一个概率向量有概率地选择基站，其中q_ij表示用户i选择基站j的可能性，|a_i|表示用户i的候选基站的数目，如果基站能够提供更好的性能，则基站的连接几率就会更高，反之亦然；用这种方式，每个用户会各自自动连接到最优的BS上，用户i选择基站j的概率由下式给出：其中而γ是一个正的参量，被称作温度，γ的取值采用0.1～0.01的范围，r_ij表示的是用户i从基站j获得的连接反馈，假设用户i选择基站j作为服务基站，连接到基站j上的用户数为k_j，则用户i的反馈函数为：2)计算连接反馈用户计算选中连接的基站相应的反馈值，最优化网络中所有用户的吞吐量性能，相互之间的协调是必须的，所以反馈函数中有一个基站价值因子log(k_j)，它反映了基站的负载情况，如果k_j上升，说明连接到基站j的用户数增加，则用户i从基站j获得的反馈下降，如果想进一步增加反馈函数中基站负载意识，可以再增加相应的价值因子p_ij，正比于k_j，p_ij相当于基站j连接的总用户为k_j时体现负载情况的价值因子，反馈函数变为其中表示进一步增加价值因子后的反馈函数，这个价值因子能够反映用户之间的拥塞并一定程度减轻它；3)基站估计更新在状态t，每个用户只获得当下选择的基站的反馈，给出下一轮连接概率更新中使用的反馈值：ε表示的是一个权重因子，且满足0≤ε≤1，反映的是用户对于连接基站的反馈值更新中r_ij和所占的权重比，且ε越大，所占的权重越大，根据新获得的反馈值更新用户的连接概率向量；4)确定最终的服务基站循环执行前3个步骤，直至用户的连接概率向量中某一成员变量接近于1时，则该变量对应的基站为用户最终的服务基站，要增加收敛速度，则在连接概率达到0.9以上的范围时，就确定该基站为服务基站。