[發明專利]一種面向超密集組網的負載均衡方法及系統

在審

• 申請號: 201810441570.2
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN110475289A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 匡曉烜;曾晨曦;林瑞杰;曹宇瓊;侯海波;馬霽陽;張麗靜;馬蓁蓁;吳寒冰;高立發;李朋;顏媚;黃云霞;郭琛;段虎才
• 申請（專利權）人: 中國信息通信研究院
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08
• 代理公司: 11127 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 王天堯;許曼<國際申請>=<國際公布>=

1.一種面向超密集組網的負載均衡方法，所述超密集組網包括多個無線接入點，用于接入網絡用戶，其特征在于，所述方法包括：

構建無線接入點的成本目標函數

構建網絡用戶動態變化微分方程dx(t)＝f(x(t),l_i(t),i＝1…k)dt，其中，l_i(t)為第i個無線接入點在t時刻的負載量，x(t)為t時刻網絡用戶動態變化狀態，k為超密集組網中無線接入點的個數；

由無線接入點的成本目標函數及網絡用戶動態變化微分方程構成微分博弈模型，求解微分博弈模型得到納什均衡解，將該納什均衡解作為無線接入點的最優負載分配值。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，構建無線接入點的成本目標函數的過程包括：

構建無線接入點小區內負載所需成本函數；

構建無線接入點小區內負載能量消耗成本函數；

構建無線接入點小區內網絡用戶動態變化狀態監測成本函數；

根據無線接入點小區內負載所需成本函數、負載能量消耗成本函數以及網絡用戶動態變化狀態監測成本函數通過最小化觀測時間段內成本消耗來構建無線接入點的成本目標函數。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述成本目標函數的表達式為：

其中，為第i個無線接入點的目標成本函數，T為觀測時間段；

為第i個無線接入點小區內負載所需成本函數，α_i為正常數，為第i個無線接入點與第j個無線接入點之間用戶的切換概率，l_j(t)為第j個無線接入點在t時刻的負載量；

為第i個無線接入點小區內負載能量消耗成本函數，β_i為單位能量成本參數；

δ_ix(t)為網絡用戶動態變化狀態監測成本函數，δ_i為用戶狀態監測成本參數；

為對T時刻用戶動態狀態變化的預測，x(T)為T時刻所有用戶的動態變化值，g_i為預測反饋參數,為第i個無線接入點的用戶狀態平均值，e^-λT為T時刻的折扣率影響。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，構建網絡用戶動態變化微分方程的過程包括：

計算超密集組網中負載變化引起的網絡用戶動態變化率；

計算網絡用戶離開無線接入點小區引起的網絡用戶動態變化率；

將超密集組網中負載變化引起的網絡用戶動態變化率與網絡用戶離開無線接入點小區引起的網絡用戶動態變化率做差處理得到網絡用戶動態變化的微分方程。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，網絡用戶動態變化微分方程的表達式為：

其中，為超密集組網中負載變化引起的網絡用戶動態變化率，ω_i為負載變化對網絡用戶動態變化的影響參數；

εx(t)為網絡用戶離開無線接入點小區引起的網絡用戶動態變化率，ε為網絡用戶離開小區覆蓋的平均速率。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，最優分配負載值的表達式為：

其中，

7.一種面向超密集組網的負載均衡系統，所述超密集組網包括多個無線接入點，用于接入網絡用戶，其特征在于，包括：

成本分析模塊，用于構建各無線接入點的成本目標函數

用戶變化分析模塊，用于構建網絡用戶動態變化的微分方程dx(t)＝f(x(t),l_i(t),i＝1…k)dt，其中，l_i(t)為第i個無線接入點在t時刻的負載量，x(t)為t時刻網絡用戶動態變化狀態，k為超密集組網中無線接入點的個數；

計算模塊，用于由無線接入點的成本目標函數及網絡用戶動態變化微分方程構成微分博弈模型，求解微分博弈模型得到納什均衡解，將該納什均衡解作為無線接入點的最優負載分配值。