本發(fā)明涉及通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及業(yè)務(wù)調(diào)度，以及優(yōu)化理論。
背景技術(shù)：
：從第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)(1G)、第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)、第三代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)到現(xiàn)在已經(jīng)在部分國家和地區(qū)商用的第四代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)，無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展促使各式各樣的無線服務(wù)出現(xiàn)在我們的生活中。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)誕生于上世紀(jì)六十年代，它是一種模擬通信系統(tǒng)，帶寬僅有幾十KHz，且只能提供語音服務(wù)，不能傳輸數(shù)據(jù)，能夠支持的用戶數(shù)目也小。上世紀(jì)八十年代，以GSM為代表的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)迅速發(fā)展。GSM采用全數(shù)字傳輸，能提供200KHz的帶寬和更大的系統(tǒng)容量，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)32Kbps。除語音業(yè)務(wù)外，還支持網(wǎng)頁沖浪等多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的示意圖如圖1所示。近年來各研究機(jī)構(gòu)對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源動(dòng)態(tài)分配進(jìn)行了廣泛研究，包括協(xié)同傳輸時(shí)段內(nèi)的中繼選擇問題，優(yōu)化及次用戶傳輸時(shí)段內(nèi)的傳輸資源分配問題等。如Li等人提出了中繼次用戶與主用戶時(shí)頻域聯(lián)合協(xié)同的模型，并在此基礎(chǔ)上研究了當(dāng)采用多跳中繼時(shí)如何選擇中繼次用戶的問題。Jing等將中繼選擇問題建模為一個(gè)最優(yōu)停止問題，并利用最優(yōu)停止理論來指導(dǎo)主用戶在短時(shí)內(nèi)選擇出合適的次用戶作為中繼。Zhang等人及Yi等人考慮了次用戶在為主用戶中繼的同時(shí)，還通過獲得傳輸機(jī)會(huì)向主用戶付費(fèi)的場景，并利用Stackelberg模型分析了主次用戶間的收益均衡問題。Cao等人研究了當(dāng)多種中繼模式可用時(shí)，次用戶的中繼模式選擇及相應(yīng)的時(shí)域分配和功率優(yōu)化問題。Xu及Li分析了在正交頻分多址的多信道環(huán)境下，次用戶分別在進(jìn)行中繼傳輸及自身傳輸時(shí)的信道選擇問題。此外，Hua等人在文獻(xiàn)中提出了將協(xié)同認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)與多天線技術(shù)結(jié)合的MIMO-CCRN模型，通過為次用戶配備多天線使得次用戶的中繼傳輸與自身傳輸能夠同時(shí)進(jìn)行，作者還針對(duì)引入多天線所帶來的空域資源，探討了次用戶的時(shí)域空域聯(lián)合資源分配問題，但上述研究并未考慮以用戶中心的資源分配機(jī)制，因此有必要研究以用戶中心的資源分配機(jī)制，提升網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：通過建立基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型和工程等效處理，以及將工程化處理獲得的優(yōu)化解與通過建立負(fù)載均衡優(yōu)化模型獲得的優(yōu)化解進(jìn)行對(duì)比，并自適應(yīng)修正負(fù)載均衡優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)均衡調(diào)度能力。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟，如圖2所示：A、建立基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型；B、進(jìn)行工程化等效處理；C、將工程化處理獲得的優(yōu)化解與通過建立基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型獲得的優(yōu)化解進(jìn)行對(duì)比，并自適應(yīng)重構(gòu)基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型，然后進(jìn)行路徑優(yōu)化選擇。所述步驟A中，優(yōu)化模型具體為：maxPi,sij∈R0<Ki≤SΣj=1KiUi,sij(Pi,sij)·f(γi,sij)]]>s.t.Σi=1Kiγi,sij·Pi,sij≤S·Pimax,i∈N,S=Σi=1NKi]]>其中R為用戶的固定傳輸速率，為用戶i在子載波上的數(shù)據(jù)包成功傳輸?shù)母怕剩瑸橛脩鬷使用的子載波的上行鏈路傳輸功率，Ki為分配給用戶i的子載波數(shù)目，i∈N，N為用戶集合，S為子載波總數(shù)，為用戶i使用的子載波的上行鏈路信噪比，為子載波的噪聲功率，為用戶i使用的子載波獲得的信道增益，為用戶i所需的最大傳輸功率，為人工設(shè)定的基于的線性效用函數(shù)。所述步驟B中，具體步驟為：a.進(jìn)行子載波分配，獲得用戶i的子載波工程解為δi為用戶i的載波分配因子，sf(·)為載波分配函數(shù)；b.FDMA子載波鏡像處理，為具有ID1標(biāo)識(shí)的用戶分配子載波為具有ID2標(biāo)識(shí)的用戶分配子載波并以此類推進(jìn)行處理；c.進(jìn)行最優(yōu)上行鏈路功率分配，使用規(guī)則獲得用戶i的子載波上行傳輸功率的工程解d.使用規(guī)則更新用戶i的最大傳輸功率，其中若則為用戶i在狀態(tài)k所需的最大傳輸功率，為在狀態(tài)k分配給用戶i的子載波，則轉(zhuǎn)至子步驟c，反之則停止計(jì)算。所述步驟C中，具體步驟為：在傳輸場景u內(nèi)，將工程化處理獲得的優(yōu)化解與通過基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型獲得的優(yōu)化解進(jìn)行對(duì)比，若二者的優(yōu)化解集合完全一致，則將該優(yōu)化解作為傳輸場景u內(nèi)的優(yōu)化解；若二者的優(yōu)化解集合不一致，則將工程化處理獲得的優(yōu)化解作為傳輸場景u內(nèi)的最終優(yōu)化解集合，并修正基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型中的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)功能參數(shù)使其獲得工程化處理的優(yōu)化解集合，并將修正后的負(fù)載均衡優(yōu)化模型作為下一個(gè)傳輸場景u+1的負(fù)載均衡優(yōu)化模型；無線mesh網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)傳輸場景時(shí)間為U＝{1,2,...,u,u+1}，將在時(shí)間U內(nèi)獲得的u+1個(gè)優(yōu)化解集合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均處理，并將該統(tǒng)計(jì)平均處理優(yōu)化解集合與獲得的u+1個(gè)優(yōu)化解集合修正負(fù)載均衡優(yōu)化模型，并將該模型作為下一次移動(dòng)通信系統(tǒng)中業(yè)務(wù)傳輸?shù)南闰?yàn)資源分配優(yōu)化模型。所述步驟C中，具體步驟為：路徑優(yōu)化選擇具體為：a.移動(dòng)終端MN通過歸屬自治域的路由單元向網(wǎng)管中心注冊(cè)，并轉(zhuǎn)至至步驟b；b.通過ICMP協(xié)議，MN向歸屬自治域的路由單元1發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文，報(bào)文內(nèi)容以TIME優(yōu)化策略實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化，并設(shè)定當(dāng)MN進(jìn)入相應(yīng)路由單元2覆蓋域時(shí)，展開會(huì)話行為設(shè)定，并轉(zhuǎn)至至步驟c；c.當(dāng)網(wǎng)管中心收到該報(bào)文信息時(shí)，標(biāo)記相應(yīng)會(huì)話行為隨機(jī)模式優(yōu)化策略，并設(shè)定會(huì)話連接間隔周期為0.8，并轉(zhuǎn)至至步驟d；d.建立會(huì)話連接，并轉(zhuǎn)至至步驟e；e.當(dāng)MN移動(dòng)至路由單元3覆蓋域時(shí)，路由單元3從網(wǎng)管中心獲取該會(huì)話的隨機(jī)模式優(yōu)化策略信息，并生成一個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)Θ，若Θ<0.8，則來自目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流按目的節(jié)點(diǎn)至路由單元4至路由單元1路由單元3至MN順序進(jìn)行傳輸，而從MN發(fā)送的業(yè)務(wù)流按MN至路由單元3至路由單元1至路由單元4至目的節(jié)點(diǎn)的順序進(jìn)行傳輸，，并轉(zhuǎn)至至步驟f，若Θ>0.8，則返回至步驟b；f.當(dāng)MN到達(dá)到路由單元2覆蓋區(qū)域時(shí)，通過網(wǎng)管中心，路由單元2獲取該會(huì)話的隨機(jī)模式優(yōu)化策略，并設(shè)定會(huì)話連接間隔周期為0.6，并生成一個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)Θ，若Θ<0.6，則MN與目的節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸由路由單元2與路由單元4聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，并轉(zhuǎn)至至步驟g，若Θ>0.6，則返回至步驟b；g.當(dāng)MN移動(dòng)至下一個(gè)路由單元區(qū)域，則重復(fù)步驟e和f。所述步驟C中，具體步驟為：當(dāng)MN到達(dá)到路由單元2覆蓋區(qū)域時(shí)，通過網(wǎng)管中心，路由單元2獲取該會(huì)話的隨機(jī)模式優(yōu)化策略，并設(shè)定會(huì)話連接間隔周期為0.6，并生成一個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)Θ，若Θ<0.6，則MN與目的節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸由路由單元2與路由單元4聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，若Θ>0.6，則返回至上述步驟步驟b；當(dāng)MN移動(dòng)至下一個(gè)路由單元區(qū)域，則轉(zhuǎn)至上述步驟d。附圖說明圖1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)示意圖圖2移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源動(dòng)態(tài)分配流程示意圖具體實(shí)施方式為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：第一步，建立基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型，優(yōu)化模型具體為：maxPi,sij∈R0<Ki≤SΣj=1KiUi,sij(Pi,sij)·f(γi,sij)]]>s.t.Σi=1Kiγi,sij·Pi,sij≤S·Pimax,i∈N,S=Σi=1NKi]]>其中R為用戶的固定傳輸速率，為用戶i在子載波上的數(shù)據(jù)包成功傳輸?shù)母怕剩瑸橛脩鬷使用的子載波的上行鏈路傳輸功率，Ki為分配給用戶i的子載波數(shù)目，i∈N，N為用戶集合，S為子載波總數(shù)，為用戶i使用的子載波的上行鏈路信噪比，為子載波的噪聲功率，為用戶i使用的子載波獲得的信道增益，為用戶i所需的最大傳輸功率，為人工設(shè)定的基于的線性效用函數(shù)。第二步，進(jìn)行工程化等效處理，具體步驟為：a.進(jìn)行子載波分配，獲得用戶i的子載波工程解為δi為用戶i的載波分配因子，sf(·)為載波分配函數(shù)；b.FDMA子載波鏡像處理，為具有ID1標(biāo)識(shí)的用戶分配子載波為具有ID2標(biāo)識(shí)的用戶分配子載波并以此類推進(jìn)行處理；c.進(jìn)行最優(yōu)上行鏈路功率分配，使用規(guī)則獲得用戶i的子載波上行傳輸功率的工程解d.使用規(guī)則更新用戶i的最大傳輸功率，其中若則為用戶i在狀態(tài)k所需的最大傳輸功率，為在狀態(tài)k分配給用戶i的子載波，則轉(zhuǎn)至子步驟c，反之則停止計(jì)算。第三步，：具體為：在傳輸場景u內(nèi)，將工程化處理獲得的優(yōu)化解與通過基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型獲得的優(yōu)化解進(jìn)行對(duì)比，若二者的優(yōu)化解集合完全一致，則將該優(yōu)化解作為傳輸場景u內(nèi)的優(yōu)化解；若二者的優(yōu)化解集合不一致，則將工程化處理獲得的優(yōu)化解作為傳輸場景u內(nèi)的最終優(yōu)化解集合，并修正基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型中的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)功能參數(shù)使其獲得工程化處理的優(yōu)化解集合，并將修正后的負(fù)載均衡優(yōu)化模型作為下一個(gè)傳輸場景u+1的負(fù)載均衡優(yōu)化模型；無線mesh網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)傳輸場景時(shí)間為U＝{1,2,...,u,u+1}，將在時(shí)間U內(nèi)獲得的u+1個(gè)優(yōu)化解集合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均處理，并將該統(tǒng)計(jì)平均處理優(yōu)化解集合與獲得的u+1個(gè)優(yōu)化解集合修正負(fù)載均衡優(yōu)化模型，并將該模型作為下一次移動(dòng)通信系統(tǒng)中業(yè)務(wù)傳輸?shù)南闰?yàn)資源分配優(yōu)化模型。第四步，進(jìn)行路徑優(yōu)化選擇，具體為：具體為：a.移動(dòng)終端MN通過歸屬自治域的路由單元向網(wǎng)管中心注冊(cè)，并轉(zhuǎn)至至步驟b；b.通過ICMP協(xié)議，MN向歸屬自治域的路由單元1發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文，報(bào)文內(nèi)容以TIME優(yōu)化策略實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化，并設(shè)定當(dāng)MN進(jìn)入相應(yīng)路由單元2覆蓋域時(shí)，展開會(huì)話行為設(shè)定，并轉(zhuǎn)至至步驟c；c.當(dāng)網(wǎng)管中心收到該報(bào)文信息時(shí)，標(biāo)記相應(yīng)會(huì)話行為隨機(jī)模式優(yōu)化策略，并設(shè)定會(huì)話連接間隔周期為0.8，并轉(zhuǎn)至至步驟d；d.建立會(huì)話連接，并轉(zhuǎn)至至步驟e；e.當(dāng)MN移動(dòng)至路由單元3覆蓋域時(shí)，路由單元3從網(wǎng)管中心獲取該會(huì)話的隨機(jī)模式優(yōu)化策略信息，并生成一個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)Θ，若Θ<0.8，則來自目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流按目的節(jié)點(diǎn)至路由單元4至路由單元1路由單元3至MN順序進(jìn)行傳輸，而從MN發(fā)送的業(yè)務(wù)流按MN至路由單元3至路由單元1至路由單元4至目的節(jié)點(diǎn)的順序進(jìn)行傳輸，，并轉(zhuǎn)至至步驟f，若Θ>0.8，則返回至步驟b；f.當(dāng)MN到達(dá)到路由單元2覆蓋區(qū)域時(shí)，通過網(wǎng)管中心，路由單元2獲取該會(huì)話的隨機(jī)模式優(yōu)化策略，并設(shè)定會(huì)話連接間隔周期為0.6，并生成一個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)Θ，若Θ<0.6，則MN與目的節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸由路由單元2與路由單元4聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，并轉(zhuǎn)至至步驟g，若Θ>0.6，則返回至步驟b；g.當(dāng)MN移動(dòng)至下一個(gè)路由單元區(qū)域，則重復(fù)步驟e和f。第五步，當(dāng)MN到達(dá)到路由單元2覆蓋區(qū)域時(shí)，通過網(wǎng)管中心，路由單元2獲取該會(huì)話的隨機(jī)模式優(yōu)化策略，并設(shè)定會(huì)話連接間隔周期為0.6，并生成一個(gè)[0，1]范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)Θ，若Θ<0.6，則MN與目的節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸由路由單元2與路由單元4聯(lián)合實(shí)現(xiàn)，若Θ>0.6，則返回至第四步中的步驟b；當(dāng)MN移動(dòng)至下一個(gè)路由單元區(qū)域，則轉(zhuǎn)至第四步中的步驟d。本發(fā)明提出了一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源動(dòng)態(tài)分配方法，通過建立基于用戶中心的資源分配優(yōu)化模型和工程等效處理，以及將工程化處理獲得的優(yōu)化解與通過建立負(fù)載均衡優(yōu)化模型獲得的優(yōu)化解進(jìn)行對(duì)比，并自適應(yīng)修正負(fù)載均衡優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)均衡調(diào)度能力。當(dāng)前第1頁1 2 3