基于异构网络的负载均衡方法

摘要

本发明涉及异构网络负载均衡，为通过利用无线接入点(Access Point,AP)与移动通信网基站(Base Station,BS)间的相互作用，以一种合适的方法平衡BS之间及BS与AP之间的流量负载水平。本发明采用的技术方案是，基于异构网络的负载均衡方法，步骤如下：第一步是基站间的流量平衡，系统的基本关系式为$\stackrel{·}{{\theta }_x}={\omega }_x+\gamma \underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}\sin ({\theta }_y-{\theta }_x),x=1,\mathrm{...},n$第二步是基站向接入点的流量卸载。本发明主要应用于异构网络负载均衡场合。

主权项

一种基于异构网络的负载均衡方法，其特征是，步骤如下：第一步是基站间的流量平衡，系统的基本关系式为${\stackrel{·}{\theta }}_x={\omega }_x+\gamma \underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}sin({\theta }_y-{\theta }_x),x=1,\mathrm{...},n$其中n为相位耦合振子数量，θ_x和θ_y为振子x和y的相位，ω_x为振子x的频率，γ为耦合系数；设基站归一化后的负载水平为ρ∈(0,1]，则对于基站x，下一个时隙的负载水平应为 ρ_x(t+1)＝ρ_x(t)+Δ_x(t)其中ρ_x(t)为t时刻基站x的负载水平，Δ_x为基站x所需要转移的负载量，定义为${\Delta }_x=\gamma *\underset{y\in N_x}{\Sigma }sin({\rho }_y-{\rho }_x)$其中N_x为与基站x相邻基站的集合，ρ_x与ρ_y分别为基站x与基站y的负载水平；第二步是基站向接入点的流量卸载：设U(ρ)为量化用户体验的效用函数，定义为$U\left(\rho \right)=b\sqrt{1-{\rho }^2}$其中b为基站负载为0时的效用值，假定每个基站覆盖范围内均有数个WiFi接入点，当基站向这些接入点卸载总量为σ的流量时，基站会产生一个效用函数增量，即ΔU(σ)＝U(ρ‑σ)‑U(ρ)而当一个接入点接收到卸载自基站的总量为ε的流量时，接入点会承受一定的压力，定义为：ΔC(ε)＝β*ε其中β为该接入点的压力系数，它与和基站的距离d成正比；在流量卸载过程中，需要使基站效用增量和接入点压力之差最大，则基站向接入点的流量卸载问题可转化为一个凸优化问题，即$\underset{{\mathrm{AP}}_i\in M_p}{min}\Sigma \Delta C\left({ϵ}_{{\mathrm{AP}}_i}\right)-{\mathrm{\Delta U}}_p\left(\sigma \right),$ s.t.σ＝∑ε${ϵ}_{{\mathrm{AP}}_i}\ge 0,{\mathrm{AP}}_i\in M_p$其中p为基站序号，M_p为基站p覆盖范围内接入点的集合，为向第i个接入点卸载的流量。