[發明專利]一種異構網絡資源分配方法和裝置

在審

• 申請號: 201710099792.6
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106604284A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 裴冬
• 申請（專利權）人: 上海斐訊數據通信技術有限公司
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W28/16;H04W72/04;H04W72/08;H04W24/02;H04W24/06
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所31251
• 代理人: 郭桂峰

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種異構網絡資源分配方法和裝置。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發展，移動數據傳輸技術也在不斷更新換代。據思科預測，由于智能手機和平板電腦等移動設備的廣泛應用，相比2012年，2017年的移動數據總量將增長13倍，可見，為了滿足用戶日益增長的需求，移動網絡運營商必須增加網絡容量，異構網絡即是一種有效途徑。一般來說，一個異構網絡環境中存在有各種不同的網絡，例如Wireless LANs(WLANs)、Wireless MANs(WMANs)、2G/3G/4G蜂窩網等。對于異構網絡而言，資源管理是提高網絡容量和網絡延遲的重要保證。

現有異構網絡資源分配解決方案大致分為兩種場景：

第一個場景是移動終端一次只能接入一個無線網絡并從中獲取資源，這種場景下的解決方案包含：1)采用新型的無線云介入網絡，具體，在云無線接入網中，基帶處理集中在一起并被一個虛擬的基帶單元池(BUP)的站點共享，其可以適應不均勻的流量，從而充分利用網絡資源。2)采用分布式資源分配機制，以便能夠在給定的語音用戶和受限帶寬的情況下找到最佳的帶寬分配方案。3)針對不同類別服務的異構網絡帶寬分配和接入控制的資源管理方案，如，針對碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)蜂窩網絡和無線局域網，使用基于效用函數的資源分配方案，該方案采用中央資源管理器來實現最佳的帶寬分配。

第二個場景是移動終端可以同時從所有可用的無線接入網絡中獲取資源。這種場景下的資源分配問題，主要包含非合作博弈方法，效用公平以及分布式算法等方案。

但是，上述方案一般情況下均沒有考慮基站或接入點的容量受限條件，并且幾乎不會在意隊列的穩定性，一定程度上影響了資源分配的公平性，以此如何提升隊列的穩定性成為了一個亟需解決的技術問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種異構網絡資源分配方法和裝置，使用動態背壓技術框架，利用李雅普諾夫漂移技術保持用戶需求隊列的穩定性。

本發明提供的技術方案如下：

一種異構網絡資源分配方法，包括：

S1構建一個有n個節點、節點間有l路傳輸鏈路的異構網絡模型，并定義潛在拓撲狀態的控制空間的控制決策變量I(t)和傳輸速率函數矩陣C(I(t),S(t))：

C(I(t),S(t))＝{C_ab(I(t),S(t))|a,b∈{1,2,...N},a≠b}

其中，n∈{1,2,...,N}，l∈{1,2,...,L}；S(t)∈S表示網絡拓撲狀態，S為狀態集；C_ab(I(t),S(t))表示在分配控制策略I_S和網絡拓撲S下經過鏈路(a_l,b_l)的傳輸速率；

S2構建所述異構網絡模型中的隊列模型，并得到動態隊列長度表示方法；

Q_n(t+1)≤max[Q_n(t)-u_n(t),0]+a_n(t)

其中，Q_n(t)表示在時間間隙t時第n個節點等待網絡服務的隊列長度；a_n(t)表示第n個節點中新到達數據和節點間轉移數據在內的總的數據；u_n(t)表示在時間間隙t時第n個節點中獲得網絡服務的用戶數據；

S3在一時間間隙中，以隊列和Q_sum為依據，選擇合適的控制決策變量I(t)優化以下目標函數：

s.t. α(t)∈A_w(t)

其中，α(t)為控制行為表達式，α_n(t)＝α_n(α(t),w(t))，w(t)表示隨機事件，A_w(t)表示隨機事件w(t)的控制空間集；

S4根據隊列長度Q_n(t)和到達數據a_n(t)的關聯概率函數即時更新隊列數據；

S5根據多隊列的李雅普諾夫漂移條件，保證李雅普諾夫漂移ΔQ(t)＜-δ，其中，任意δ＞0。