[發明專利]混合無線網絡中的網絡選擇與信道資源配置方法

無效

• 申請號: 201110359105.2
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102421104A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 孫高飛;張金鋇;高林;王新兵;徐友云
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W16/18;H04L27/26
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種通信網絡技術領域的方法，具體是一種混合無線電網絡中的用戶網絡選擇與信道資源配置方法。

背景技術

第4代(記為4G)移動通信網絡的一個典型特點是用戶的混合無線網絡接入能力。移動終端可以接入各種現有網絡中，比如全球互操作微波接入網(記為WiMAX)，第三代合作伙伴計劃長期演進(記為LTE)，無線保真(記為WiFi)等等。為了使移動用戶在混合網絡環境下都能實現其要求的服務質量(記為QoS)的無線接入，需要設計一種包含網絡選擇、頻譜資源配置在內的聯合接入機制。

目前，一般將移動用戶無線接入的網絡選擇問題與資源配置問題分開進行研究。經對現有技術文獻的檢索發現，網絡選擇技術目前多關注于多址接入的功率控制與切換協議問題，信道資源配置問題則著重于子載波與功率的分配算法設計。Amzallag等于2008年在IEEE?INFOCOM(電氣電子工程師協會計算機通信國際會議)上發表的“Cell?Selection?in?4G?Cellular?Networks”(4G移動通信網中的小區選擇算法)，提出了兩種算法以實現需求最大化的近似最優4G網絡小區選擇。Wang等于2004發表在ACM?Mobicom(美國計算機協會移動計算與網絡國際會議)上的“Coordinated?load?balancing，handoff/cell-site?selection，and?scheduling?in?multi-cell?packet?data?systems”(多小區數據包傳輸系統中的協調負載平衡、小區選擇、切換與調度)，研究了一種基于HSPA的網絡切換與選擇的技術，能夠最大化接入用戶的數量，并給出了相應的調度算法。但是上述文獻的方法都難以實現移動用戶對QoS的需求。Wong等于1999年發表在IEEE?JSAC上的“Multiuser?OFDM?with?adaptive?subcarrier，bit，and?power?allocation”(自適應子載波、比特與功率分配的多用戶正交頻分復用系統)，提出了一種迭代式的子載波分配與功率調整算法，能夠在給定數據速率與比特差錯概率下最小化總發射功率。Jang等于2003年在IEEE?JSAC上發表的“Transmit?power?adaptation?for?multiuser?OFDM?Systems”(自適應發射功率的多用戶正交頻分復用系統)，提出了在滿足一定發射功率與比特差錯概率限制下，最大化各用戶數據速率的算法。但是上述算法的缺陷在于均采用集中式算法，擁有很高的運算復雜度以及額外的通信開銷，并且限于單一的網絡架構。

經對現有技術文獻的檢索還發現，在解決無線通信網絡的資源分配問題上應用博弈理論有著一般方法無法具備的優良特性：一方面能夠使得各移動用戶改變自身參數來最大化自身利益如提高傳輸速率、降低差錯概率等；另一方面能夠使系統總的利益如總吞吐量、總傳輸速率等最大化。因此，如何采用博弈的基本原理，來實現在混合網絡中移動用戶的網絡選擇與信道資源配置的有效性是研究的一個方向。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的技術問題，提出了一種混合無線網絡中的網絡選擇與信道資源配置方法，該方法適用于具有多個頻譜擁有者的4G混合無線網絡環境中，分布式執行，復雜度低；節省信令開銷，頻道擁有者之間不需要信息交互，移動用戶之間也不需要信息交互。

假定一個特定的地理區域被N個無線網絡的一個小區所覆蓋，將這些小區的基站記為BS_i，1≤i≤N?？紤]存在M個移動用戶MS_j，i≤j≤M，需要選擇接入某個網絡中，并申請使用K個子信道。如果多個移動用戶接入同一小區的同一子信道，則按FDMA方式均分頻段并共用該信道。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種混合無線網絡中的網絡選擇與信道資源配置方法，方法如下：

步驟一：各網絡基站BS_i，1≤i≤N向其覆蓋范圍內的所有移動用戶MS_j，1≤j≤M廣播信道信息，各移動用戶MS_j檢測自身位置到達各網絡基站的信道增益h_ji和噪聲功率σ²，并在M×N的矩陣Mn和Mp中分別存儲并初始化各網絡基站接入移動用戶個數的頻率信息和概率統計信息；

步驟二：移動用戶MS_j解碼各網絡基站BS_i的廣播信息，輪流對接入的網絡基站做出選擇后，將選擇結果傳輸給相應的網絡基站；