專利名稱：：一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃方法，屬于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量的優(yōu)化與規(guī)劃設(shè)計(jì)的
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量規(guī)劃是對(duì)通信系統(tǒng)性能進(jìn)行預(yù)估的一種重要技術(shù)手段，能夠?qū)?shí)際網(wǎng)絡(luò)的資源、業(yè)務(wù)和用戶數(shù)目的配置起到重要的指導(dǎo)作用。一種好的容量規(guī)劃方法可以顯著提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等級(jí)，并減少運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)成本?，F(xiàn)有的對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)容量進(jìn)行規(guī)劃的方法主要有對(duì)話音業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)劃的愛(ài)爾蘭公式法和對(duì)混合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行規(guī)劃的坎貝爾法等。其中愛(ài)爾蘭公式法主要是一種基于話音業(yè)務(wù)的泊松模型對(duì)話音業(yè)務(wù)容量進(jìn)行規(guī)劃。由于現(xiàn)網(wǎng)中的話音業(yè)務(wù)占據(jù)了絕大的份額，因此采用愛(ài)爾蘭公式對(duì)小區(qū)容量進(jìn)行規(guī)劃具有很好的指導(dǎo)意義。坎貝爾法也被稱為"虛擬業(yè)務(wù)法"，現(xiàn)在廣泛用于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)中。這種方法是通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)處理，將多種混合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等效為一種虛擬業(yè)務(wù)，然后再利用愛(ài)爾蘭公式進(jìn)行計(jì)算?？藏悹柗ㄔ谑褂眠^(guò)程中，默認(rèn)了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也具有和話音業(yè)務(wù)相同的泊松模型，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量只占較小份額的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，這種方法還是能夠較為準(zhǔn)確地指導(dǎo)系統(tǒng)的容量規(guī)劃。但是，隨著現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)由2G到3G的發(fā)展，WCDMA、CDMA2000以及具備我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA技術(shù)的正式商用，用戶端使用的業(yè)務(wù)日趨多樣化，不同的業(yè)務(wù)具有不同的傳輸要求，高速且大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無(wú)疑將成為下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)；以往的基于話音業(yè)務(wù)泊松模型的容量規(guī)劃方法將不再適用。因此，如何盡快研制一種能夠適用目前和今后的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的多用戶混合業(yè)務(wù)容量的規(guī)劃方法，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)許多科技人員關(guān)注的焦點(diǎn)和新課題。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中多用戶混合業(yè)務(wù)的容量進(jìn)行規(guī)劃的方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和滿足運(yùn)營(yíng)商的多項(xiàng)需求，并實(shí)現(xiàn)下述四個(gè)目標(biāo)1、引入0N/0FF模型來(lái)更準(zhǔn)確地描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的行為特征，包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性，再用泊松模型描述話音業(yè)務(wù)的行為特征，還考慮不同業(yè)務(wù)之間不同的接入優(yōu)先等級(jí)及其對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量的影響，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)混合的容量規(guī)劃。2、在資源分配策略上能夠體現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸特征，從而最大限度地提高系統(tǒng)資源利用率，尋求無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的最大容量。3、不依托任何實(shí)際的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，只利用資源的概念抽象得出的容量規(guī)劃方法，并使其能能夠適應(yīng)任何無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；并且假設(shè)一個(gè)完全共享的資源池，不同的業(yè)務(wù)都在該資源池中實(shí)現(xiàn)共享；也就是，一個(gè)資源能夠承載不同業(yè)務(wù)，以體現(xiàn)不同業(yè)務(wù)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源的競(jìng)爭(zhēng)與共享。4、通過(guò)建立模型，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能與多業(yè)務(wù)的不同參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的關(guān)系理論化和公式化，以便用于方便地指導(dǎo)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量規(guī)劃。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的多用戶混合業(yè)務(wù)容量的規(guī)劃方法，其特征在于先分別引入所需的話音業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)泊松模型和能夠體現(xiàn)業(yè)務(wù)突發(fā)性特點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)ON/OFF模型，再在不同業(yè)務(wù)的模型基礎(chǔ)上，綜合考慮各個(gè)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)、各個(gè)業(yè)務(wù)之間的不同服務(wù)質(zhì)量要求，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸特征和資源分配與接入控制策略，運(yùn)用多維馬爾可夫模型建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)與描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本參數(shù)及突發(fā)性參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、數(shù)據(jù)用戶數(shù)、話音業(yè)務(wù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃。所述話音業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)泊松模型是泊松到達(dá)模型和愛(ài)爾蘭拒絕機(jī)制，其中在單位時(shí)間內(nèi)，話音業(yè)務(wù)呼叫的到達(dá)數(shù)目滿足泊松分布，話音業(yè)務(wù)呼叫的持續(xù)時(shí)間滿足負(fù)指數(shù)分布；所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用0N/0FF模型，ON階段表示數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸階段；0FF階段表示數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的閱讀時(shí)間；當(dāng)OFF階段持續(xù)時(shí)間具有重尾分布特征時(shí)，該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有突發(fā)自相似特性。所述方法包括下列操作步驟(1)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理層特征確定簡(jiǎn)化的系統(tǒng)基本參數(shù)；(2)確定話音業(yè)務(wù)和兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別使用的業(yè)務(wù)模型及其簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)，并確定該三種不同業(yè)務(wù)在單位時(shí)間內(nèi)申請(qǐng)接入系統(tǒng)的用戶數(shù)和在單位時(shí)間內(nèi)完成服務(wù)離開(kāi)系統(tǒng)的用戶數(shù)；(3)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中資源總數(shù)和不同業(yè)務(wù)的傳輸要求，根據(jù)下述系統(tǒng)的狀態(tài)空間計(jì)算公式確定系統(tǒng)的狀態(tài)分布空間Q={(nv，n"n2，k)Iriv+nA+n;^《R，《n2+k《N2，k<L}，式中，rvripr^分別是系統(tǒng)中正在通信的話音業(yè)務(wù)、第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用用戶數(shù)，k是緩沖器中緩存的等待傳輸?shù)氖褂玫诙N傳輸要求最低的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶，K、N2分別是系統(tǒng)中允許使用第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)，R是系統(tǒng)資源總數(shù)，L是緩存器能夠存儲(chǔ)的最大用戶數(shù)；(4)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源動(dòng)態(tài)分配策略和不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求，分別確定所采用的不同業(yè)務(wù)的接入方案和狀態(tài)空間的轉(zhuǎn)移概率；(5)由前述步驟得到的兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)分布、狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率和連續(xù)過(guò)松弛算法計(jì)算兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平穩(wěn)分布概率，再結(jié)合話音業(yè)務(wù)的平穩(wěn)分布概率公式f(的計(jì)算結(jié)果，按照下述公式計(jì)算得到系統(tǒng)狀態(tài)空間中各個(gè)狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率々",4::P("p"2，WC:i-)Xp()；式中，各個(gè)變量或參數(shù)均為簡(jiǎn)化的系統(tǒng)參數(shù)和簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)；(6)根據(jù)步驟(5)得到的各狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率，計(jì)算得到系統(tǒng)的阻塞率，建立起系統(tǒng)阻塞率與業(yè)務(wù)參數(shù)、用戶數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系；(7)根據(jù)步驟(6)建立的系統(tǒng)阻塞率與業(yè)務(wù)參數(shù)、用戶數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，進(jìn)行混合業(yè)務(wù)容量的實(shí)際規(guī)劃。所述簡(jiǎn)化的系統(tǒng)基本參數(shù)包括系統(tǒng)資源總數(shù)R，系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源數(shù)C，每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)終端所能使用的最大資源數(shù)s，系統(tǒng)傳輸每個(gè)數(shù)據(jù)塊的時(shí)間、即基本時(shí)間顆粒tB和系統(tǒng)的每個(gè)數(shù)據(jù)塊大小XB;所述簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)包括系統(tǒng)中話音業(yè)務(wù)的話務(wù)量A，系統(tǒng)允許使用的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)K或N2，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的ON階段傳輸數(shù)據(jù)量均值x。nl或x。^，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的OFF階段持續(xù)時(shí)間均值t。ffl或t。m，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量QoS的最低資源要求或d2，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的自相似參數(shù)&或H2，系統(tǒng)中用于緩存使用某種業(yè)務(wù)用戶的最大緩存器長(zhǎng)度L和系統(tǒng)阻塞率Pb。所述步驟(3)中，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間計(jì)算公式確定系統(tǒng)的狀態(tài)分布空間是一個(gè)四維的系統(tǒng)狀態(tài)空間，該步驟進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(31)第一維的狀態(tài)分布表示使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)nv，該用戶數(shù)是一個(gè)取值范圍從0到資源總數(shù)R的鏈?zhǔn)椒植紙D，位于狀態(tài)分布圖的左半部；(32)已知使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)后，建立一個(gè)資源總數(shù)為C=R_nv，由橫坐標(biāo)表示正在通信的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)n"縱坐標(biāo)表示正在通信的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)化的二維坐標(biāo)構(gòu)成的平面圖，用于表示使用不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的狀態(tài)分布，并位于狀態(tài)分布圖的右半部，且該二維平面受到線性條件nA+n2d2《C的制約，其中，A是傳輸?shù)谝环N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的最低資源數(shù)，d2是傳輸?shù)诙N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的最低資源數(shù)；(33)只有nA+nA二C，且ri2〈N2時(shí)，才存在第四維k的值，表示緩存器中緩存的使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，并受到k《L的限制，其中N2是系統(tǒng)允許使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)，L是緩存器能夠存儲(chǔ)的最大用戶數(shù)；其狀態(tài)分布位于圖中右半部中直線n^化4=C的右側(cè)；至此，得到了系統(tǒng)狀態(tài)分布圖。所述步驟(4)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(41)假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)處于所述的話音業(yè)務(wù)、兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及在緩存器中緩存有使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶的四維狀態(tài)時(shí)，從系統(tǒng)總資源數(shù)R中分配nv個(gè)資源給話音業(yè)務(wù)用戶；(42)將剩余的C=R_nv個(gè)資源分配給正在使用第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的個(gè)用戶以及正在使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的n2個(gè)用戶；(43)若有一個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)的概率為(N「n》Ap另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)的概率為(N2_n2)、時(shí)，假設(shè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求高，且用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源較多，即nA+n^《C時(shí)，則系統(tǒng)資源平均分配給使用兩種不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>s是每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)終端所能使用的最大資源數(shù)；(44)若系統(tǒng)資源較為緊張，即nA+n^>C和nA+n^《C時(shí)，則系統(tǒng)先給傳輸要求高的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶分配足夠的資源，再將剩余的資源平均分配給第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(nis，r^d》yp另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(n2s，C-n^)y工;(45)若系統(tǒng)資源已全部占用，不能滿足新到達(dá)用戶的最低接入要求，新到達(dá)的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶被系統(tǒng)阻塞時(shí)，則新到達(dá)的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶被緩存于最大緩存數(shù)目為L(zhǎng)的緩存器中等待空閑資源進(jìn)行傳輸；當(dāng)緩存器已滿時(shí)，則新到達(dá)的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶也發(fā)生阻塞；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(nis，r^d》y15另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(ri2S，C-n^)y"所述步驟(6)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(61)根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率，得到系統(tǒng)性能參數(shù)阻塞率的表達(dá)式；(62)若系統(tǒng)中正在通信的話音業(yè)務(wù)用戶數(shù)nv等于系統(tǒng)資源總數(shù)R，沒(méi)有剩余資源分配給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶時(shí)，則系統(tǒng)的阻塞率與當(dāng)nv等于R時(shí)的話音業(yè)務(wù)平穩(wěn)分布概率相等，(63)由系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率，分別得到第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的單位時(shí)間平均離開(kāi)、即由ON狀態(tài)進(jìn)入OFF狀態(tài)的用戶數(shù)，也就是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平均離開(kāi)速率，以及單位時(shí)間內(nèi)的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均到達(dá)、即從OFF轉(zhuǎn)態(tài)進(jìn)入ON狀態(tài)的用戶數(shù)，也就是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平均到達(dá)速率其中第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均離開(kāi)速率^1是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率&,,.2,*乘以當(dāng)前狀態(tài)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離開(kāi)速率的乘積的累加和；第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均離開(kāi)速率^^是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率&,,.2，*乘以當(dāng)前狀態(tài)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離開(kāi)速率的乘積的累加和；第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均到達(dá)速率義;r是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率A^^乘以當(dāng)前狀態(tài)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率的乘積的累加和；第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均到達(dá)速率義^是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率^,,,2,*乘以當(dāng)前狀態(tài)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率的乘積的累加和；(63)當(dāng)?shù)谝环N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的最低傳輸資源為4，第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的最低傳輸資源為d2，單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中有義jT個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶和〗〖&個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)，即單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)提供的資源數(shù)目為d^五+d^;厄；單位時(shí)間內(nèi)有Xa個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶和義a個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)時(shí)，為滿足這些新到達(dá)用戶的接入要求，則系統(tǒng)至少要提供d^^+d^^個(gè)資源；(64)當(dāng)某個(gè)時(shí)刻到達(dá)的用戶所需資源大于離開(kāi)的用戶所騰出的資源時(shí)，則多出的到達(dá)用戶將會(huì)被系統(tǒng)阻塞；因此，系統(tǒng)阻塞率的計(jì)算公式為f/"v!"v=0,1,2，……,n、式中，各個(gè)變量或參數(shù)均為簡(jiǎn)化的系統(tǒng)參數(shù)和簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)。所述資源分配策略是優(yōu)先將資源分配給使用話音業(yè)務(wù)的用戶，再將剩余資源分配給使用不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的各個(gè)用戶；對(duì)于話音業(yè)務(wù)，系統(tǒng)只給其分配所需的最低資源，以保證傳輸；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則在滿足其最低傳輸條件時(shí)，還能使用系統(tǒng)剩余的、空閑資源來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸速率和系統(tǒng)的資源利用率，避免浪費(fèi)空閑的資源；為提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能，還引入了排隊(duì)機(jī)制，即通過(guò)建立緩存器來(lái)存儲(chǔ)在某個(gè)時(shí)刻未被系統(tǒng)分配資源進(jìn)行傳輸?shù)?、傳輸要求最低的?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。所述馬爾可夫狀態(tài)描述是定義系統(tǒng)處于所述的話音業(yè)務(wù)、兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及在緩存器中緩存有使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶的四維狀態(tài)分布，即通過(guò)馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移及狀態(tài)分布實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)和兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)混合的帶有緩存器的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的行為，再通過(guò)系統(tǒng)狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率，計(jì)算出系統(tǒng)的各個(gè)性能參數(shù)，從而將業(yè)務(wù)參數(shù)與系統(tǒng)性能建立起一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，從多業(yè)務(wù)層面上為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量作出規(guī)劃。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是在多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃方法中，首創(chuàng)使用了針對(duì)話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的完全不同的業(yè)務(wù)模型，體現(xiàn)出兩種不同的異構(gòu)業(yè)務(wù)的各自物理行為和特征，并利用自相似性來(lái)描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的長(zhǎng)相關(guān)突發(fā)性特征，更加貼近實(shí)際；再針對(duì)不同業(yè)務(wù)分別采用不同的傳輸要求，以體現(xiàn)出用戶對(duì)不同業(yè)務(wù)的QoS需求。首次將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理層參數(shù)抽象化，使得本發(fā)明能夠適應(yīng)現(xiàn)在的絕大多數(shù)的傳輸機(jī)制(如TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000系統(tǒng))。首次引入現(xiàn)今的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)中采用的動(dòng)態(tài)資源分配策略和業(yè)務(wù)接入機(jī)制，使具體的網(wǎng)絡(luò)傳輸行為能夠體現(xiàn)在容量規(guī)劃方法中。通過(guò)建立多維馬爾可夫模型，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能與多業(yè)務(wù)的不同參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的關(guān)系理論化和公式化，使得本發(fā)明能夠方便地指導(dǎo)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量規(guī)劃。圖1是本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的多用戶混合業(yè)務(wù)容量的規(guī)劃方法操作流程圖。圖2是話音業(yè)務(wù)即時(shí)拒絕機(jī)制示意圖。圖3是話音業(yè)務(wù)系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移示意圖。圖4和圖5分別是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的0N/0FF模型示意圖。圖6是不同情形下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和以TD-SCDMA系統(tǒng)為實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明是一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的多用戶混合業(yè)務(wù)容量的規(guī)劃方法，它是先分別引入所需的話音業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)泊松模型和能夠體現(xiàn)業(yè)務(wù)突發(fā)性特點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)0N/0FF模型，再在不同業(yè)務(wù)的模型基礎(chǔ)上，綜合考慮各個(gè)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)、各個(gè)業(yè)務(wù)之間的不同服務(wù)質(zhì)量要求，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸特征和資源分配與接入控制策略，運(yùn)用多維馬爾可夫模型建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)與描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本參數(shù)及突發(fā)性參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、數(shù)據(jù)用戶數(shù)、話音業(yè)務(wù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃。參見(jiàn)圖l，介紹本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的多用戶混合業(yè)務(wù)容量進(jìn)行規(guī)劃的方法的各個(gè)10具體操作步驟步驟1、根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)的物理層特征確定簡(jiǎn)化的系統(tǒng)基本參數(shù)。由于本發(fā)明目的是討論業(yè)務(wù)本身的特征對(duì)傳輸系統(tǒng)的容量規(guī)劃的影響，因此不必過(guò)細(xì)考慮無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各項(xiàng)本身特征，只要化繁為簡(jiǎn)，在宏觀上能夠體現(xiàn)出TD-SCDMA系統(tǒng)的一些基本傳輸特征即可，實(shí)用性強(qiáng)。下面的表1為TD-SCDMA系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型和簡(jiǎn)化的系統(tǒng)基本參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由于用戶對(duì)話音業(yè)務(wù)的極高的實(shí)時(shí)性要求，故在話音業(yè)務(wù)的接入控制上，采用的如圖2所示的即時(shí)拒絕機(jī)制。參見(jiàn)圖3，介紹系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如果Av為呼叫的到達(dá)率，并且每個(gè)呼叫可以到達(dá)任意一個(gè)空閑的中繼線?，F(xiàn)在假設(shè)電話呼叫流的到達(dá)服從泊松過(guò)程，且為無(wú)限話源，則每個(gè)呼叫的持續(xù)時(shí)間都服從均值為Pv的負(fù)指數(shù)分布。如果系統(tǒng)有R個(gè)資源，但沒(méi)有空閑資源時(shí)，就拒絕新來(lái)的呼叫，并且被拒絕的呼叫不再進(jìn)入系統(tǒng)。各狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)分布為式中，~=1，2，...，R;顯然，當(dāng)riv二R時(shí)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>系統(tǒng)發(fā)生阻塞。其中^=^表示話音業(yè)務(wù)的話務(wù)量。圖4和圖5展示了本發(fā)明的兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型，下面分別介紹計(jì)算第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率和離開(kāi)速率的過(guò)程。為了將連續(xù)時(shí)間離散化，引入tB作為傳輸數(shù)據(jù)塊xB所需時(shí)間，且規(guī)定系統(tǒng)在每隔tB時(shí)間就進(jìn)行一次資源分配。每一個(gè)ON階段所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊大小X。n是服從某一分布規(guī)律的，分為了大小為Xe的N。n個(gè)數(shù)據(jù)塊。N。n為離散隨機(jī)變量，通過(guò)其概率分布能夠求得單位時(shí)間內(nèi)離開(kāi)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的呼叫數(shù)目W=,二v廣^。同理，每一個(gè)OFF階段的持續(xù)時(shí)間T。ff秒也服從某一分布規(guī)律，并可以分為B。ff個(gè)tB秒，則單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呼叫數(shù)目為當(dāng)今的研究中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有很強(qiáng)的自相似性。據(jù)廣泛研究，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中ON階段傳輸數(shù)據(jù)的大小滿足指數(shù)分布，而OFF階段持續(xù)時(shí)間滿足Pareto重尾分布，從而給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶來(lái)了自相似性。在這種情形下B。ff的均值經(jīng)推導(dǎo)與OFF階段持續(xù)時(shí)間均值t。ff和業(yè)務(wù)自相似參數(shù)H有關(guān)。步驟3、根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)資源總數(shù)以及不同業(yè)務(wù)的傳輸要求及系統(tǒng)狀態(tài)空間計(jì)算公式:Q={(nv，n"n2，k)riv+nA+nA《R，&《n2+k《N2，k<L}，確定系統(tǒng)狀態(tài)分布的空間。本發(fā)明定義的系統(tǒng)狀態(tài)為四維rv^、rvk，其中，nv表示系統(tǒng)中使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，&表示正在通信的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，n2表示正在通信的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，k表示緩存器中緩存的等待傳輸?shù)氖褂玫诙N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)；該第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸要求最低，故用緩存器來(lái)緩存第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶。根據(jù)該系統(tǒng)狀態(tài)的定義，系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式為Q={(nv，&，n2，k)Iriv+nA+n;^《R，《n2+k《N2，k<L};式中，nv、r^、n2分別是系統(tǒng)中正在使用的話音業(yè)務(wù)、第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的各自用戶數(shù)，k是緩沖器中緩存的等待傳輸?shù)氖褂玫诙N傳輸要求最低的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶，K、N2分別是系統(tǒng)中允許使用第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)，R是系統(tǒng)資源總數(shù)，L是緩存器能夠存儲(chǔ)的最大用戶數(shù)。由上述公式能夠得到一個(gè)四維系統(tǒng)的狀態(tài)空間圖，具體確定步驟如下(31)第一維~的狀態(tài)分布表示使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，該用戶數(shù)是一個(gè)取值范圍從0到資源總數(shù)R的鏈?zhǔn)椒植紙D，位于狀態(tài)分布圖的左半部；(32)已知使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)后，建立一個(gè)資源總數(shù)為C=R_nv，由橫坐標(biāo)表示正在通信的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶數(shù)W、縱坐標(biāo)表示正在通信的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶數(shù)n2的二維坐標(biāo)構(gòu)成的平面圖，用于表示使用不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的狀態(tài)分布；并位于狀態(tài)分布圖的右半部，且該二維平面受到線性條件nA+n2d2《C的制約；其中，A是傳輸?shù)谝环N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的最低資源數(shù)，d2是傳輸?shù)诙N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的最低資源數(shù)；(33)只有nA+n24=C，且n2<N2時(shí)，才存在第四維k的值，表示緩存器中存有的使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，并受到k《L的限制；其狀態(tài)分布位于圖中右半部中直線nA+化4=C的右側(cè)；至此，就得到了系統(tǒng)狀態(tài)分布圖(參見(jiàn)圖6所示的系統(tǒng)狀態(tài)分布圖)。步驟4、根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)資源動(dòng)態(tài)分配策略和不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求，分別確定所采用的不同業(yè)務(wù)的接入方案和狀態(tài)空間的轉(zhuǎn)移概率。該步驟使用的系統(tǒng)資源分配與接入控制策略及各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率包括下列操作內(nèi)容(41)假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)處于話音業(yè)務(wù)、兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及在緩存器中緩存有使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶的四維狀態(tài)共存時(shí)，從系統(tǒng)總資源數(shù)R中分配nv個(gè)資源給話音業(yè)務(wù)用戶；(42)將剩余的C=R_nv個(gè)資源分配給正在通信的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的個(gè)用戶和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的n2個(gè)用戶；(43)若有一個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)的概率為(N「n》Ap另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)的概率為(N2_n2)、時(shí)，假設(shè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求高，且用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源較多，即nA+n^《C時(shí)，則系統(tǒng)資源平均分配給使用兩種不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(^，;^^'OM，另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min("一，:^;'C^2's是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)終端所能使用的最大資源數(shù)；(44)若系統(tǒng)資源較為緊張，即nA+n^>C和nA+n^《C時(shí)，則系統(tǒng)先給傳輸要求高的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶分配足夠的資源，再將剩余的資源平均分配給第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(nis，r^d》yp另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(n2s，C-n^)y工;(45)若系統(tǒng)資源已全部占用，不能滿足新到達(dá)用戶的最低接入要求，新到達(dá)的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶被系統(tǒng)阻塞時(shí)，則新到達(dá)的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶被緩存于最大緩存數(shù)目為L(zhǎng)的緩存器中等待空閑資源進(jìn)行傳輸；當(dāng)緩存器已滿時(shí)，則新到達(dá)的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶也發(fā)生阻塞；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(nis，r^d》y15另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(ri2S，C-n^)y"步驟5、結(jié)合上述步驟的計(jì)算結(jié)果，確定系統(tǒng)各狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率；其具體操作內(nèi)容如下(51)由前述步驟得到的兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)分布、狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率和連續(xù)過(guò)松弛算法計(jì)算得到兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平穩(wěn)分布概率；(52)計(jì)算話音業(yè)務(wù)的平穩(wěn)分布概率,Vf^后，按照下述公式計(jì)算得到系統(tǒng)狀態(tài)空間中各個(gè)狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率&,^^:量或參數(shù)均為簡(jiǎn)化的系統(tǒng)參數(shù)(參見(jiàn)表1)和簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)(參見(jiàn)表2)。步驟6、根據(jù)步驟5得到的各狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率，計(jì)算得到系統(tǒng)阻塞率，建立起系統(tǒng)阻塞率與業(yè)務(wù)參數(shù)，用戶數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系。為了得到如愛(ài)爾蘭B公式的形式，本發(fā)明應(yīng)用系統(tǒng)阻塞率Pb來(lái)表示系統(tǒng)性能。Pb是某一用戶的接入請(qǐng)求被系統(tǒng)拒絕的概率，即一個(gè)想要切換到ON狀態(tài)的用戶因系統(tǒng)資源的限制而不能完成這個(gè)操作的概率。該步驟包括下列操作內(nèi)容(61)根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率，得到系統(tǒng)性能參數(shù)阻塞率的表達(dá)式；(62)若系統(tǒng)中正在傳輸?shù)脑捯魳I(yè)務(wù)用戶數(shù)nv等于系統(tǒng)資源總數(shù)R，沒(méi)有剩余資源分配給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶時(shí)，則系統(tǒng)的阻塞率是當(dāng)nv等于R時(shí)的話音業(yè)務(wù)平穩(wěn)分布概率，即戶/"v!誦Wf(63)由系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率，分別得到第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的單位時(shí)間平均離開(kāi)、即由ON狀態(tài)進(jìn)入OFF狀態(tài)的用戶數(shù)，也就是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平均離開(kāi)速率，以及單位時(shí)間內(nèi)的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均到達(dá)、即從OFF轉(zhuǎn)態(tài)進(jìn)入ON狀態(tài)的用戶數(shù)，也就是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平均到達(dá)速率其中第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均離開(kāi)速率^r是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率&,^^乘以當(dāng)前狀態(tài)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離開(kāi)速率的乘積的累加和；第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均離開(kāi)速率^^是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率^,,乘以當(dāng)前狀態(tài)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離開(kāi)速率的乘積的累加和；第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均到達(dá)速率^r是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率々,吣^乘以當(dāng)前狀態(tài)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率的乘積的累加和；第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均到達(dá)速率^^是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率&,"^乘以當(dāng)前狀態(tài)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率的乘積的累加和；(64)當(dāng)?shù)谝环N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的最低傳輸資源為4，第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的最低傳輸資源為d2，單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中有義jT個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶和〗〖&個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)，即單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)提供的資源數(shù)目為d^五+d^;厄；單位時(shí)間內(nèi)有Xa個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶和義a個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)時(shí)，為滿足這些新到達(dá)用戶的接入要求，則系統(tǒng)至少要提供d^^+d^^個(gè)資源；(65)當(dāng)某個(gè)時(shí)刻到達(dá)的用戶所需資源大于離開(kāi)的用戶所騰出的資源時(shí)，則多出的到達(dá)用戶將會(huì)被系統(tǒng)阻塞；因此，系統(tǒng)阻塞率的計(jì)算公式為尺=，"v=0,1,2,……，i一l/7("v=="V式中，各個(gè)變:參數(shù)均為簡(jiǎn)化的系統(tǒng)參數(shù)和簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)。由于各狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率是一個(gè)涉及到多個(gè)變量(分別為各個(gè)業(yè)務(wù)參數(shù)x。nl、x,t。f『t。m、^、H、4，話音業(yè)務(wù)話務(wù)量A，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶數(shù)目H以及系統(tǒng)參數(shù)R、xB、tB、L)的函數(shù)，因此，該步驟中得到的各系統(tǒng)性能參數(shù)也是一個(gè)涉及上述多個(gè)參數(shù)的函步驟7、根據(jù)步驟6建立的系統(tǒng)性能與業(yè)務(wù)參數(shù)、用戶數(shù)目和系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，進(jìn)行混合業(yè)務(wù)容量的實(shí)際規(guī)劃。愛(ài)爾蘭公式建立了阻塞率與話務(wù)量，資源數(shù)目的關(guān)系，根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)，得到了不同的系統(tǒng)性能與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)參數(shù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶數(shù)目、系統(tǒng)參數(shù)以及話音業(yè)務(wù)量的關(guān)系。15為貼近愛(ài)爾蘭公式的形式，本發(fā)明考慮以阻塞率來(lái)代表系統(tǒng)性能參數(shù)，從而得到下述函數(shù)式系統(tǒng)阻塞率=O(數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)，數(shù)據(jù)用戶數(shù)，話音業(yè)務(wù)量)。根據(jù)這個(gè)函數(shù)式，參考表1和表2中的輸入輸出建議，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)(1)參考表1和表2中給出的TD-SCDMA系統(tǒng)參數(shù)和話音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)參數(shù)，本發(fā)明方法可用于計(jì)算一個(gè)小區(qū)中的系統(tǒng)性能，如阻塞率；(2)參考表1和表2中給出的TD-SCDMA系統(tǒng)參數(shù)和話音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)參數(shù)，在已知系統(tǒng)阻塞率的前提下，本發(fā)明可以得到滿足這個(gè)阻塞率門限的使用兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)中使用兩種不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)^和^的規(guī)劃；(3)參考表1和表2中給出的TD-SCDMA系統(tǒng)參數(shù)和話音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)參數(shù)，在已知系統(tǒng)阻塞率的前提下，本發(fā)明可以得到滿足這個(gè)阻塞率門限所需要規(guī)劃的緩存器大小L。本發(fā)明方法已經(jīng)進(jìn)行了多次實(shí)施試驗(yàn)，運(yùn)用本發(fā)明方法規(guī)劃的系統(tǒng)性能參數(shù)與經(jīng)過(guò)實(shí)際TD-SCDMA系統(tǒng)仿真所得到的系統(tǒng)性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，兩種結(jié)果基本吻合，證明了本發(fā)明方法的可行性和正確性，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。因此，本發(fā)明方法所建立起來(lái)的系統(tǒng)性能參數(shù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)、數(shù)據(jù)用戶數(shù)、話音業(yè)務(wù)量之間的關(guān)系，可以為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)容量規(guī)劃提供實(shí)際的指導(dǎo)作用。1權(quán)利要求一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃方法，其特征在于先分別引入所需的話音業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)泊松模型和能夠體現(xiàn)業(yè)務(wù)突發(fā)性特點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)ON/OFF模型，再在不同業(yè)務(wù)的模型基礎(chǔ)上，綜合考慮各個(gè)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)、各個(gè)業(yè)務(wù)之間的不同服務(wù)質(zhì)量要求，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸特征和資源分配與接入控制策略，運(yùn)用多維馬爾可夫模型建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)與描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本參數(shù)及突發(fā)性參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、數(shù)據(jù)用戶數(shù)、話音業(yè)務(wù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述話音業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)泊松模型是泊松到達(dá)模型和愛(ài)爾蘭拒絕機(jī)制，其中在單位時(shí)間內(nèi)，話音業(yè)務(wù)呼叫的到達(dá)數(shù)目滿足泊松分布，話音業(yè)務(wù)呼叫的持續(xù)時(shí)間滿足負(fù)指數(shù)分布；所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用ON/OFF模型，ON階段表示數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸階段；0FF階段表示數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的閱讀時(shí)間；當(dāng)OFF階段持續(xù)時(shí)間具有重尾分布特征時(shí)，該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有突發(fā)自相似特性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的物理層特征確定簡(jiǎn)化的系統(tǒng)基本參數(shù)；(2)確定話音業(yè)務(wù)和兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別使用的業(yè)務(wù)模型及其簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)，并確定該三種不同業(yè)務(wù)在單位時(shí)間內(nèi)申請(qǐng)接入系統(tǒng)的用戶數(shù)和在單位時(shí)間內(nèi)完成服務(wù)離開(kāi)系統(tǒng)的用戶數(shù)；(3)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中資源總數(shù)和不同業(yè)務(wù)的傳輸要求，根據(jù)下述系統(tǒng)的狀態(tài)空間計(jì)算公式確定系統(tǒng)的狀態(tài)分布空間<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，rvripr^分別是系統(tǒng)中正在通信的話音業(yè)務(wù)、第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用用戶數(shù)，k是緩沖器中緩存的等待傳輸?shù)氖褂玫诙N傳輸要求最低的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶，K、N2分別是系統(tǒng)中允許使用第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)，R是系統(tǒng)資源總數(shù)，L是緩存器能夠存儲(chǔ)的最大用戶數(shù)；(4)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源動(dòng)態(tài)分配策略和不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量需求，分別確定所采用的不同業(yè)務(wù)的接入方案和狀態(tài)空間的轉(zhuǎn)移概率；(5)由前述步驟得到的兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)狀態(tài)分布、狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率和連續(xù)過(guò)松弛算法計(jì)算兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平穩(wěn)分布概率，再結(jié)合話音業(yè)務(wù)的平穩(wěn)分布概率公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>的計(jì)算結(jié)果，按照下述公式計(jì)算得到系統(tǒng)狀態(tài)空間中各個(gè)狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>;式中，各個(gè)變量或參數(shù)均為簡(jiǎn)化的系統(tǒng)參數(shù)和簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)；(6)根據(jù)步驟(5)得到的各狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率，計(jì)算得到系統(tǒng)的阻塞率，建立起系統(tǒng)阻塞率與業(yè)務(wù)參數(shù)、用戶數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系；(7)根據(jù)步驟(6)建立的系統(tǒng)阻塞率與業(yè)務(wù)參數(shù)、用戶數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)的關(guān)系，進(jìn)行混合業(yè)務(wù)容量的實(shí)際規(guī)劃。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述簡(jiǎn)化的系統(tǒng)基本參數(shù)包括系統(tǒng)資源總數(shù)R，系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源數(shù)C，每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)終端所能使用的最大資源數(shù)S，系統(tǒng)傳輸每個(gè)數(shù)據(jù)塊的時(shí)間、即基本時(shí)間顆粒tB和系統(tǒng)的每個(gè)數(shù)據(jù)塊大小XB;所述簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)包括系統(tǒng)中話音業(yè)務(wù)的話務(wù)量A，系統(tǒng)允許使用的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)^或K，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的ON階段傳輸數(shù)據(jù)量均值x。nl或x。n2，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的OFF階段持續(xù)時(shí)間均值t。ffl或t。ff2，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量QoS的最低資源要求或4，第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的自相似參數(shù)&或系統(tǒng)中用于緩存使用某種業(yè)務(wù)用戶的最大緩存器長(zhǎng)度L和系統(tǒng)阻塞率Pb。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間計(jì)算公式確定系統(tǒng)的狀態(tài)分布空間是一個(gè)四維的系統(tǒng)狀態(tài)空間，該步驟進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(31)第一維的狀態(tài)分布表示使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)nv，該用戶數(shù)是一個(gè)取值范圍從0到資源總數(shù)R的鏈?zhǔn)椒植紙D，位于狀態(tài)分布圖的左半部；(32)已知使用話音業(yè)務(wù)的用戶數(shù)后，建立一個(gè)資源總數(shù)為C=R-nv，由橫坐標(biāo)表示正在通信的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)W、縱坐標(biāo)表示正在通信的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)n2的二維坐標(biāo)構(gòu)成的平面圖，用于表示使用不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶的狀態(tài)分布，并位于狀態(tài)分布圖的右半部，且該二維平面受到線性條件r^d,n2d2《C的制約，其中，A是傳輸?shù)谝环N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的最低資源數(shù)，d2是傳輸?shù)诙N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要的最低資源數(shù)；(33)只有nA+nA=C，且n2<N2時(shí)，才存在第四維k的值，表示緩存器中緩存的使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)，并受到k《L的限制，其中N2是系統(tǒng)允許使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最大用戶數(shù)，L是緩存器能夠存儲(chǔ)的最大用戶數(shù)；其狀態(tài)分布位于圖中右半部中直線nA+nA=C的右側(cè)；至此，得到了系統(tǒng)狀態(tài)分布圖。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(4)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(41)假設(shè)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)處于所述的話音業(yè)務(wù)、兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及在緩存器中緩存有使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶的四維狀態(tài)時(shí)，從系統(tǒng)總資源數(shù)R中分配nv個(gè)資源給話音業(yè)務(wù)用戶；(42)將剩余的C=R-nv個(gè)資源分配給正在使用第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的ni個(gè)用戶以及正在使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的n2個(gè)用戶；(43)若有一個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)的概率為(N「n》A"另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)的概率為(N2-n2)、時(shí)，假設(shè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求高，且用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)馁Y源較多，即r^d,化c^《C時(shí)，則系統(tǒng)資源平均分配給使用兩種不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min^^，;^^'OA，另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min0^，;^^'O^，s是每個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)終端所能使用的最大資源數(shù)；(44)若系統(tǒng)資源較為緊張，即nA+n^>C和nA+n^《C時(shí)，則系統(tǒng)先給傳輸要求高的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶分配足夠的資源，再將剩余的資源平均分配給第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(nis，r^d》yp另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(n2s，C-n3》y丄；(45)若系統(tǒng)資源已全部占用，不能滿足新到達(dá)用戶的最低接入要求，新到達(dá)的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶被系統(tǒng)阻塞時(shí)，則新到達(dá)的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶被緩存于最大緩存數(shù)目為L(zhǎng)的緩存器中等待空閑資源進(jìn)行傳輸；當(dāng)緩存器已滿時(shí)，則新到達(dá)的第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶也發(fā)生阻塞；此時(shí)該第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(nis，r^d》yp另一個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)的概率為min(ri2S，C-r^d》y"7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟(6)進(jìn)一步包括下列操作內(nèi)容(61)根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)平穩(wěn)分布的概率，得到系統(tǒng)性能參數(shù)阻塞率的表達(dá)式；(62)若系統(tǒng)中正在通信的話音業(yè)務(wù)用戶數(shù)nv等于系統(tǒng)資源總數(shù)R，沒(méi)有剩余資源分配給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶時(shí)，則系統(tǒng)的阻塞率與當(dāng)nv等于R時(shí)的話音業(yè)務(wù)平穩(wěn)分布概率相等，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(63)由系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率，分別得到第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的單位時(shí)間平均離開(kāi)、即由ON狀態(tài)進(jìn)入OFF狀態(tài)的用戶數(shù)，也就是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平均離開(kāi)速率，以及單位時(shí)間內(nèi)的第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均到達(dá)、即從OFF轉(zhuǎn)態(tài)進(jìn)入ON狀態(tài)的用戶數(shù)，也就是兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶平均到達(dá)速率其中第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均離開(kāi)速率^r是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率&,^^乘以當(dāng)前狀態(tài)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離開(kāi)速率的乘積的累加和；第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均離開(kāi)速率義^是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率^,^^乘以當(dāng)前狀態(tài)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的離開(kāi)速率的乘積的累加和；第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均到達(dá)速率義;r是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率^,",,，，^乘以當(dāng)前狀態(tài)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率的乘積的累加和；第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶平均到達(dá)速率^^是當(dāng)前狀態(tài)平穩(wěn)分布概率C^乘以當(dāng)前狀態(tài)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)速率的乘積的累加和；(63)當(dāng)?shù)谝环N數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的最低傳輸資源為4，第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的最低傳輸資源為4，單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中有義五個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶和〗^個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶離開(kāi)，即單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)提供的資源數(shù)目為d^五+d^厄；單位時(shí)間內(nèi)有^r個(gè)第一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶和義a個(gè)第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶到達(dá)時(shí)，為滿足這些新到達(dá)用戶的接入要求，則系統(tǒng)至少要提供41+44個(gè)資源；(64)當(dāng)某個(gè)時(shí)刻到達(dá)的用戶所需資源大于離開(kāi)的用戶所騰出的資源時(shí)，則多出的到達(dá)用戶將會(huì)被系統(tǒng)阻塞；因此，系統(tǒng)阻塞率的計(jì)算公式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>數(shù)均為簡(jiǎn)化的系統(tǒng)參數(shù)和簡(jiǎn)化的業(yè)務(wù)模型參數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述資源分配策略是優(yōu)先將資源分配給使用話音業(yè)務(wù)的用戶，再將剩余資源分配給使用不同數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的各個(gè)用戶；對(duì)于話音業(yè)務(wù)，系統(tǒng)只給其分配所需的最低資源，以保證傳輸；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則在滿足其最低傳輸條件時(shí)，還能使用系統(tǒng)剩余的、空閑資源來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸速率和系統(tǒng)的資源利用率，避免浪費(fèi)空閑的資源；為提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能，還引入了排隊(duì)機(jī)制，即通過(guò)建立緩存器來(lái)存儲(chǔ)在某個(gè)時(shí)刻未被系統(tǒng)分配資源進(jìn)行傳輸?shù)?、傳輸要求最低的?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述馬爾可夫狀態(tài)描述是定義系統(tǒng)處于所述的話音業(yè)務(wù)、兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及在緩存器中緩存有使用第二種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶的四維狀態(tài)分布，即通過(guò)馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移及狀態(tài)分布實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)和兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)混合的帶有緩存器的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的行為，再通過(guò)系統(tǒng)狀態(tài)的平穩(wěn)分布概率，計(jì)算出系統(tǒng)的各個(gè)性能參數(shù)，從而將業(yè)務(wù)參數(shù)與系統(tǒng)性能建立起一種對(duì)應(yīng)關(guān)系，從多業(yè)務(wù)層面上為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量作出規(guī)劃。全文摘要一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃方法，先分別引入所需的話音業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)泊松模型和能夠體現(xiàn)業(yè)務(wù)突發(fā)性特點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)ON/OFF模型，再在不同業(yè)務(wù)模型基礎(chǔ)上，綜合考慮各類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)、各類業(yè)務(wù)之間的不同服務(wù)質(zhì)量要求，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸特征和資源分配與接入控制策略，運(yùn)用多維馬爾可夫模型建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)與描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本參數(shù)及突發(fā)性參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、數(shù)據(jù)用戶數(shù)、話音業(yè)務(wù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而得到多用戶混合業(yè)務(wù)的容量規(guī)劃。本發(fā)明首創(chuàng)了針對(duì)話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的完全不同的業(yè)務(wù)模型，體現(xiàn)不同的異構(gòu)業(yè)務(wù)的各自物理行為和特征，并用自相似性描述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的長(zhǎng)相關(guān)突發(fā)性特征，更貼近實(shí)際和滿足運(yùn)營(yíng)商的多項(xiàng)需求。文檔編號(hào)H04W16/22GK101715197SQ200910238410公開(kāi)日2010年5月26日申請(qǐng)日期2009年11月19日優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日發(fā)明者張興,李秦梓,王文博,肖靜,胡杰申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)