本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著全網(wǎng)ip及無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)順應(yīng)科技潮流已在我們生活中廣泛應(yīng)用，并趨于高頻傳輸、高數(shù)據(jù)傳輸速率、高頻譜利用率以及高密集方向發(fā)展。由于全球在建設(shè)移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，時(shí)興的移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)基于全ip技術(shù)的異構(gòu)融合系統(tǒng)，能夠支持不同無(wú)線技術(shù)的平滑接入和移動(dòng)終端用戶的無(wú)縫漫游。然而，由于各移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)特性，他們?cè)诳商峁┑木W(wǎng)絡(luò)資源、接入能力、服務(wù)能力等方面存在明顯的差異。在現(xiàn)實(shí)的移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景中，一方面，隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，不斷有新的移動(dòng)終端發(fā)起網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求；另一方面，由于移動(dòng)終端的移動(dòng)和切換，已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端也會(huì)向新的目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)發(fā)起新的接入請(qǐng)求，如果不加限制地接納移動(dòng)終端的接入請(qǐng)求，將會(huì)使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過(guò)載，從而無(wú)法為實(shí)時(shí)的應(yīng)用提供qos保證，并且在減小移動(dòng)終端新發(fā)起的接入請(qǐng)求的阻塞率以及移動(dòng)終端在移動(dòng)過(guò)程中由于變更接入網(wǎng)絡(luò)所導(dǎo)致的切換中斷率等方面也無(wú)法提供有效的保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制方法，所述的控制方法包括下列步驟：

引入并定義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的參數(shù)；

考慮移動(dòng)終端會(huì)話特性及移動(dòng)特性，采用markov模型推導(dǎo)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)在t+ε時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量；

考慮移動(dòng)終端請(qǐng)求接入的目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率和網(wǎng)絡(luò)容量，獲得實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益最大化的求解模型；

定義并計(jì)算在t+ε時(shí)刻第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率p(si(t+ε))；

根據(jù)過(guò)載率p(si(t+ε))，求解所述的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益最大化的求解模型，得到第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的理想數(shù)量ni(t)，表示為將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)所有接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量表示成一個(gè)向量作為系統(tǒng)內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)是否接受移動(dòng)終端新發(fā)起接入請(qǐng)求的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制。

進(jìn)一步地，所述的引入并定義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的參數(shù)具體如下：

將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)所有接入網(wǎng)絡(luò)在t時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端數(shù)量表示為一個(gè)向量其中，n表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，si(t)表示第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)在t時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量，表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在t時(shí)刻的狀態(tài)；

同時(shí)，在t時(shí)刻，將所有接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)終端終止會(huì)話的概率表示成一個(gè)向量其中，tsi(t)表示在t時(shí)刻在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)終端會(huì)話終止的概率；

將在所有接入網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)終端遷移的概率表示成一個(gè)矩陣ms＝{msij(t)}n×n，其中，msij(t)表示在t時(shí)刻移動(dòng)終端從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移到第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的概率。

進(jìn)一步地，所述的采用markov模型推導(dǎo)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)在t+ε時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量具體如下：

在t+ε時(shí)刻，對(duì)于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)，采用markov模型推導(dǎo)其所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量：

其中，考慮移動(dòng)終端的會(huì)話特性，si(t)·tsi(t)表示在t時(shí)刻在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)會(huì)話終止的移動(dòng)終端的數(shù)量；考慮移動(dòng)終端的移動(dòng)特性，表示在t時(shí)刻從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移出的移動(dòng)終端的數(shù)量，表示在t時(shí)刻遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量，ni(t)表示在t時(shí)刻第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量。

進(jìn)一步地，假設(shè)在t時(shí)刻移動(dòng)終端在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)會(huì)話終止的概率和移動(dòng)終端從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷出的概率滿足則在t+ε時(shí)刻，對(duì)于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)，采用markov模型推導(dǎo)其所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量簡(jiǎn)化為下式：

進(jìn)一步地，所述的獲得實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益最大化的求解模型具體如下：

首先定義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在t+ε時(shí)刻的狀態(tài)，表示為然后根據(jù)在各接入網(wǎng)絡(luò)容量限制的條件下，如果各接入網(wǎng)絡(luò)所能準(zhǔn)入的移動(dòng)終端數(shù)量最大化，可使系統(tǒng)狀態(tài)接近最佳狀態(tài)最大化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益，可按照以下模型求解最佳狀態(tài)

其中，表示第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量，即，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)可提供服務(wù)的移動(dòng)終端的最大數(shù)量，表示在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量不能大于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量；表示在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)，所準(zhǔn)入的移動(dòng)終端的數(shù)量不小于0；表示第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的最大過(guò)載率，表示在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率不能大于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的最大過(guò)載率。

進(jìn)一步地，所述的定義并計(jì)算在t+ε時(shí)刻第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率p(si(t+ε))的過(guò)程如下：

假設(shè)在時(shí)刻t第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量為si(t)，移動(dòng)終端新發(fā)起的接入請(qǐng)求的到達(dá)率符合泊松分布，表示為其中k表示新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量；

在時(shí)刻t結(jié)束時(shí)，根據(jù)二項(xiàng)式分布，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端仍然停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的概率可表示為其中，msii(t)表示移動(dòng)終端停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的概率，di表示停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)終端的數(shù)量，表示為di＝si(t)·msii(t)；

同理，移動(dòng)終端從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移到第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的概率表示為b(mi,si(t),msij(t))，其中，mi表示從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移到第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量；移動(dòng)終端遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的概率可表示為b(mj,sj(t),msji(t))，其中，mj表示從第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量；

在時(shí)刻t結(jié)束，進(jìn)入t+ε時(shí)刻時(shí)，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量由三部分組成，表示為包括：停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)終端的數(shù)量di，發(fā)起新接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量k，以及遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量

第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端數(shù)量的概率表示為b(di,si(t),msii(t))、p(k)以及所有b(mj,sj(t),msji(t))的卷積和；

根據(jù)中心極限定理，定義為下式：

根據(jù)拉普拉斯定理，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)過(guò)載率p(si(t+ε))定義為下式：

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本發(fā)明方法中，在采用markov模型推導(dǎo)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)在t+ε時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量時(shí)，考慮了移動(dòng)終端的會(huì)話特性和移動(dòng)特性。

2、本發(fā)明方法中，在構(gòu)建實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益最大化的求解模型時(shí)，考慮了移動(dòng)終端請(qǐng)求接入的目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率和網(wǎng)絡(luò)容量。

3、本發(fā)明方法中，通過(guò)自適應(yīng)計(jì)算目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的移動(dòng)終端理想接入請(qǐng)求數(shù)量，作為目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)是否接受移動(dòng)終端新發(fā)起接入請(qǐng)求的依據(jù)，可實(shí)現(xiàn)面向移動(dòng)終端接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明公開(kāi)的一種面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制方法的較佳實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制方法，具體包括以下步驟：

s1、引入并定義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的參數(shù)；

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)所有接入網(wǎng)絡(luò)在t時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端數(shù)量，可表示為一個(gè)向量其中，n表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量，si(t)表示第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)在t時(shí)刻所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量，表示網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在t時(shí)刻的狀態(tài)；

同時(shí)，在t時(shí)刻，將所有接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)終端終止會(huì)話的概率表示成一個(gè)向量其中，tsi(t)表示在t時(shí)刻在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)終端會(huì)話終止的概率；

將在所有接入網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)終端遷移的概率表示成一個(gè)矩陣ms＝{msij(t)}n×n，其中，msij(t)表示在t時(shí)刻移動(dòng)終端從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移到第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的概率；

s2根據(jù)步驟s1所述的定義，在t+ε時(shí)刻，對(duì)于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)，采用markov模型推導(dǎo)其所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量：

其中，考慮移動(dòng)終端的會(huì)話特性，si(t)·tsi(t)表示在t時(shí)刻在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)會(huì)話終止的移動(dòng)終端的數(shù)量；考慮移動(dòng)終端的移動(dòng)特性，表示在t時(shí)刻從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移出的移動(dòng)終端的數(shù)量，表示在t時(shí)刻遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量，ni(t)表示在t時(shí)刻第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量；

假設(shè)在t時(shí)刻移動(dòng)終端在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)會(huì)話終止的概率和移動(dòng)終端從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷出的概率滿足則上式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為下式：

s3、根據(jù)步驟s2所述的在t+ε時(shí)刻為第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)的其所提供服務(wù)的移動(dòng)終端數(shù)量的方法，可進(jìn)一步定義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在t+ε時(shí)刻的狀態(tài)，表示為由于接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端數(shù)量有益于系統(tǒng)的整體效益，在各接入網(wǎng)絡(luò)容量限制的條件下，如果各接入網(wǎng)絡(luò)所能準(zhǔn)入的移動(dòng)終端數(shù)量最大化，可使系統(tǒng)狀態(tài)接近最佳狀態(tài)最大化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益。具體可按照以下模型求解最佳狀態(tài)

其中，表示第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量，即，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)可提供服務(wù)的移動(dòng)終端的最大數(shù)量，表示在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量不能大于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量；表示在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)，所準(zhǔn)入的移動(dòng)終端的數(shù)量不小于0；表示第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的最大過(guò)載率，表示在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率不能大于第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的最大過(guò)載率。

s4、根據(jù)步驟s3所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效益最大化的求解模型，需要進(jìn)一步定義在t+ε時(shí)刻第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)載率p(si(t+ε))。假設(shè)在時(shí)刻t第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量為si(t)，移動(dòng)終端新發(fā)起的接入請(qǐng)求的到達(dá)率符合泊松分布，表示為其中k表示新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量。在時(shí)刻t結(jié)束時(shí)，根據(jù)二項(xiàng)式分布，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端仍然停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的概率可表示為其中，msii(t)表示移動(dòng)終端停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的概率，di表示停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)終端的數(shù)量，可進(jìn)一步表示為di＝si(t)·msii(t)。同理，移動(dòng)終端從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移到第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的概率可表示為b(mi,si(t),msij(t))，其中，mi表示從第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移到第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量；移動(dòng)終端遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的概率可表示為b(mj,sj(t),msji(t))，其中，mj表示從第j個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量。由此，在時(shí)刻t結(jié)束，進(jìn)入t+ε時(shí)刻時(shí)，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端的數(shù)量由三部分組成，可表示為包括：停留在第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動(dòng)終端的數(shù)量di，發(fā)起新接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量k，以及遷移進(jìn)入第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端的數(shù)量因此，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)所提供服務(wù)的移動(dòng)終端數(shù)量的概率可表示為b(di,si(t),msii(t))、p(k)以及所有b(mj,sj(t),msji(t))的卷積和。根據(jù)中心極限定理，可定義為下式：

進(jìn)一步地，根據(jù)拉普拉斯定理，第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)過(guò)載率p(si(t+ε))可定義為下式：

s5、根據(jù)步驟s4所計(jì)算的p(si(t+ε))，可進(jìn)一步求解步驟s3所述的系統(tǒng)最佳狀態(tài)模型。從而，根據(jù)步驟s2所述，在接近系統(tǒng)最佳狀態(tài)時(shí)，進(jìn)一步求解第i個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的理想數(shù)量ni(t)，可表示為對(duì)于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)所有接入網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入的新發(fā)起接入請(qǐng)求的移動(dòng)終端的數(shù)量可表示成一個(gè)向量作為系統(tǒng)內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò)是否接受移動(dòng)終端新發(fā)起接入請(qǐng)求的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)面向移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求的主動(dòng)準(zhǔn)入控制，從而減小目標(biāo)接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)終端新發(fā)起的接入請(qǐng)求的阻塞率以及移動(dòng)終端在移動(dòng)過(guò)程中由于變更接入網(wǎng)絡(luò)所導(dǎo)致的切換中斷率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總體效益。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。