[發明專利]無線網絡中時變需求驅動的可移動接入點調度方法

有效

• 申請號: 201911183399.0
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110913412B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 吳文甲;孫聲宇;羅軍舟;單馮;楊明;凌振
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W48/16;H04W48/08
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

本發明提供了一種無線網絡中時變需求驅動的可接入點調度方法，包括：(1)建立時序需求點模型；(2)建立可移動AP調度方案；(3)采用靜態調度和動態調度相結合的分配策略進行AP的派遣調度。本發明采用可移動AP實現按需提供服務，能夠靈活部署，更好地適配用戶需求，提高接入點的利用效率，減少資源浪費，降低部署成本；結合靜態調度和動態調度相結合的AP分配策略，在真實需求和估計需求的差距可接受的情況下，執行靜態調度，能夠從全局的角度在保證服務需求點的同時，提高AP的利用率；在真實需求和估計需求的差距不可接受的情況下根據需求實時動態調整，有策略地增加或減少所需AP，調整派遣方案，更好地適應當前的用戶需求。

技術領域

本發明屬于網絡技術領域，涉及無線網絡部署與規劃技術，尤其涉及一種無線網絡中時變需求驅動的可移動接入點調度方法。

背景技術

WiFi網絡是一種重要的無線網絡技術，可為用戶提供無處不在的高帶寬互聯網接入。目前，智能手機、平板電腦等移動終端都配備支持WiFi標準的網絡射頻接口，且大量WiFi網絡已被廣泛部署于家庭、校園、企業等場所。隨著用戶帶寬需求的快速增長及高速數據應用的大量普及，大規模密集WiFi網絡已成為一種發展趨勢。接入點(Access?Points,AP)的大規模密集部署可顯著增加網絡容量，但也帶來了很大的部署成本和能耗開銷。由于網絡中用戶需求分布不均勻且時變的特性，若按峰值需求進行部署，很多AP可能在很長一段時間內處于空閑或輕載狀態，網絡能效較低。為解決該問題，當前的主流解決方案是實施AP節能調度，即按需調度AP的ON/OFF狀態，關閉當前空載或負載較輕的AP。由于AP位置固定，AP部署還需按峰值需求進行部署，依舊不能解決部署成本較高、AP利用效率較低等問題。另一種解決方案則是在網絡場景中部署一些可移動的AP(搭載在智能小車、無人機等設備上)，通過合理調度，將可移動AP動態派遣至當前負載較重的熱點區域。而如何根據用戶帶寬需求在空間和時間上的分布特點，實施可移動AP的調度和派遣以提高網絡能效和AP利用效率是當前的重要技術挑戰，現有技術尚未能有效解決這些問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于可移動AP的解決方案，設計一種時變需求驅動的可移動AP調度方法，根據當前用戶帶寬需求在空間和時間上的分布特點，動態派遣可移動AP，從而提高網絡能效和AP利用效率。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

無線網絡中時變需求驅動的可移動接入點調度方法，包括如下步驟：

(1)建立時序需求點模型：劃分子區域，根據歷史記錄估計一段時間的時變用戶需求分布，抽象為需求點，并用三元組表示，三元組中各參數包括：需求點的服務子區域、需求開始時間和所需AP的數量的標號；分析需求點之間的時序關系，完成時序需求點模型的建立；

(2)建立可移動AP調度方案：所述調度方案包括靜態調度和動態調度兩種方法；靜態調度方法依據當天的需求估計，按照需求點的服務開始時間劃分子集，每次從不同的子集中挑選需求點分配給一臺AP，優先分配集合中剩余需求點個數大于1的子集；動態調度方法僅根據當前的需求，將當前已知的需求點與可用AP構建二分圖，求解其最小權完備匹配；

(3)采用靜態調度和動態調度相結合的分配策略進行AP的派遣調度：根據歷史記錄估計當前的所有需求，并基于估計需求執行靜態調度，在每個整點時刻，將該時刻的真實需求與歷史需求進行對比，如果比值超出一定閾值，則從此刻起執行動態調度。

進一步的，所述步驟(1)具體包括如下子步驟：

(11)將網絡區域劃分為多個子區域，根據歷史記錄，估計這段時間的時變用戶需求分布，抽象為需求點；

(12)假設需求均為整點提出，且服務時間均為一小時，將需求點表示成三元組的形式；