[發明專利]一種基于簇過程的霧接入網時延性能優化方法

在審

• 申請號: 202210152805.2
• 申請日: 2022-02-18
• 公開（公告）號: CN114520992A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 鄭亞楠;胡昊南;殷波;姜言;張繼良;張杰
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W40/32
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種基于簇過程的霧接入網時延性能優化方法，包括構建基于泊松簇過程的霧接入網模型，并進行初始化；將位于原點的用戶定義為目標用戶，計算目標用戶的信干比，判斷該值是否大于設定閾值，若大于則平均本地時延的值記為1，否則計算目標用戶成功卸載的平均本地時延的值；判斷平均本地時延是否小于設定的時延閾值，若小于則保留當前參數以及參數對應的平均本地時延，選擇平均本地時延最小時的參數作為基于泊松簇過程的霧接入網模型的參數進行任務卸載；本發明通過限制霧接入點的計算資源和平均本地時延，聯合優化上行鏈路功率控制補償因子和用戶活躍因子的大小，達到整個系統時延性能的提升。

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種基于簇過程的霧接入網時延性能優化方法。

背景技術

隨著移動通信技術發展，計算密度型和時延敏感型等新型應用程序(例如虛擬現實技術、增強現實技術)呈現出爆炸式增長的趨勢，Gartner預測，到2020年，網絡終端的設備數量將達到208億，復合增長率為34％。根據美國發布的關于2016-2045年新興技術趨勢的報告，到2045年，將有超過1000億個設備連接到接入網中。隨著用戶可接入設備的激增，產生了海量的數據及網絡流量，隨之而來的問題是極大的端對端處理時延和用戶體驗急劇下降。為了解決此類問題，時延性能成為評估移動通信質量的關鍵指標之一。與此同時，在未來的B5G網絡中，時延的要求甚至被限制在1ms內，為了滿足這樣的時延要求，提出了一種新型網絡架構：霧無線接入網架構。霧無線接入網充分利用了用戶和邊緣設備的計算能力，部署霧無線接入網架構能夠有效降低端對端時延。上行鏈路傳輸時延是霧接入網中端對端時延的主要組成部分，平均本地時延是影響傳輸時延的主要部分。然而，霧接入網中的平均本地時延受用戶和霧接入點部署策略、功率控制和用戶活躍度等影響。其中，戶和霧節點部署策略，即用戶和霧接入節點在部署時引入簇分布是否能夠降低霧接入網絡平均本地時延尚未可知。因此，迫切需要新的技術來分析基于簇過程的霧接入網時延性能，從而提取影響網絡時延性能的關鍵因子，幫助運營商部署網絡架構。隨機幾何的獨特技術應用于無線網絡研究中，可以將抽象的問題轉化為數學推導問題，有效解決平均本地時延無法計算的問題。但是，研究所得的時延仍舊不能滿足未來網絡對時延的要求，如何進一步降低時延成為了提高網絡性能的瓶頸，受到研究機構、設備制造商和移動通信運營商等廣泛重視。

綜上所述，本發明設計了一種基于簇過程的霧接入網時延性能分析優化模型。在該模型下，用戶和霧接入點的位置被建模為更接近實際分布的模型。此外，本方案根據基于簇過程的霧接入網模型提出了新的計算平均本地時延的方法，并提出了合理的近似，旨在解決平均本地時延難以計算的問題?；谠撈骄镜貢r延的理論解析結果，分析影響霧接入網時延性能的因素，通過對用戶活躍因子、上行鏈路功率控制補償因子等的聯合優化，實現網絡性能的提升。

發明內容

為了對霧接入網絡時延進行優化，提升用戶體驗和網絡性能，本發明提出一種基于簇過程的霧接入網時延性能優化方法，如圖2，具體包括以下步驟：

步驟101：構建基于泊松簇過程的霧接入網模型，算法初始化，設定參數值，令信干比閾值θ＝0dB，令上行鏈路傳輸功率控制補償因子ε＝0，ε∈[0,1]，令路損指數α＝3時且α＝{3,4}；

步驟102：將位于原點的用戶定義為目標用戶，計算目標用戶的信干比，記為SIR；

步驟103：判斷目標用戶的SIR是否大于信干比閾值θ，若大于，表示目標用戶能夠成功卸載，假設平均本地時延記為D，此時令D＝1；

步驟104：若目標用戶的SIR小于信干比閾值θ，表示目標用戶在該時隙卸載失敗，目標用戶會在下個時隙繼續嘗試卸載；

步驟105：計算目標用戶成功卸載的平均本地時延記MLD的值；

步驟106：判斷平均本地時延MLD是否小于設定的時延閾值τ，若小于，則保留該ε值及其對應的MLD值；