基于满意度的无线局域网用户接入模式选择方法

摘要

本发明公开了一种基于满意度的无线局域网用户接入模式选择方法，主要解决现有的小区边缘用户通信速率很低以及网络中的负载不均的问题。其实现步骤为：(1)无线接入点AP周期性广播网络信息，用户接收该网络信息并统计单跳和两跳无线接入点AP的集合；(2)分别计算用户通过单跳、两跳单信道、两跳多信道三种模式接入各无线接入点AP的接入速率，并据此分别计算出单个用户及所有用户的整体满意度；(3)根据用户整体满意度的最大值选择接入模式；(4)用户根据选择的接入模式进行相应的配置。本发明通过合理选择用户的接入模式，提高了小区边缘用户的通信速率，减小了网络中的冲突问题和负载不均衡问题，可用于密集无线局域网通信。

主权项

一种基于满意度的无线局域网用户接入模式选择方法，包括如下步骤：(1)获取网络信息每个无线接入点AP周期性广播自己的单跳类用户和两跳类用户的网络信息，每个用户接收该网络信息，并根据该网络信息统计单跳路径的无线接入点AP集合和两跳路径的无线接入点AP集合；(2)选择接入模式(2a)若网络信息中存在单跳路径的无线接入点AP集合，则计算用户通过单跳方式接入集合中每个无线接入点AP_i的接入速率R₁(S_u)；(2b)若网络信息中存在两跳单信道路径的无线接入点AP集合，则计算用户通过两跳单信道方式接入集合中每个无线接入点AP_i的接入速率R₂(S_u)；(2c)若网络信息中存在两跳多信道路径的无线接入点AP集合，则计算用户通过两跳多信道方式接入集合中每个无线接入点AP_i的接入速率R₃(S_u)；(2d)分别计算在三种接入模式下的单个用户接入满意度单跳情况下的单个用户接入满意度为：${\eta }_1\left(S_{T_1}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{R_1\left(S_u\right)}{R_T},& R_1\left(S_u\right)<R_T\\ 1,& R_1\left(S_u\right)\ge R_T\end{array}\right.,$其中，$S_{T_1}\in \{S_1^s,S_2^s,...,S_{n_s}^s\}\cup \left\{S_u\right\};$R_T表示用户业务速率；两跳单信道情况下的单个用户接入满意度为：${\eta }_2\left(S_{T_2}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{R_2\left(S_u\right)}{R_T},& R_2\left(S_u\right)<R_T\\ 1,& R_2\left(S_u\right)\ge R_T\end{array}\right.,$其中，$S_{T_2}\in \{S_1^{ms},S_2^{ms},...,S_{n_{ms}}^{ms}\}\cup \left\{S_u\right\};$两跳多信道情况下的单个用户接入满意度为：${\eta }_3\left(S_{T_3}\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{R_3\left(S_u\right)}{R_T},& R_3\left(S_u\right)<R_T\\ 1,& R_3\left(S_u\right)\ge R_T\end{array}\right.,$其中，$S_{T_3}\in \{S_1^{mm},S_2^{mm},...,S_{n_{mm}}^{mm}\}\cup \left\{S_u\right\};$(2e)分别计算在三种接入模式下所有用户的整体接入满意度β₁、β₂、β₃：单跳情况下的所有用户整体接入满意度β₁为：${\beta }_1=\frac{{\left(\underset{j=1}{\overset{n_s}{\Sigma }}{\eta }_1\left(S_j^s\right)+\underset{k=1}{\overset{n_{ms}}{\Sigma }}{\eta }_2\left(S_k^{ms}\right)+\underset{l=1}{\overset{n_{mm}}{\Sigma }}{\eta }_3\left(S_l^{mm}\right)+{\eta }_1\left(S_u\right)\right)}^2}{(n_s+n_{ms}+n_{mm}+1)\left(\underset{j=1}{\overset{n_s}{\Sigma }}{{\eta }_1}^2\left(S_j^s\right)+\underset{k=1}{\overset{n_{ms}}{\Sigma }}{{\eta }_2}^2\left(S_k^{ms}\right)+\underset{l=1}{\overset{n_{mm}}{\Sigma }}{{\eta }_3}^2\left(S_l^{mm}\right)+{{\eta }_1}^2\left(S_u\right)\right)};$两跳单信道情况下的所有用户整体接入满意度β₂为：${\beta }_2=\frac{{\left(\underset{j=1}{\overset{n_s}{\Sigma }}{\eta }_1\left(S_j^s\right)+\underset{k=1}{\overset{n_{ms}}{\Sigma }}{\eta }_2\left(S_k^{ms}\right)+\underset{l=1}{\overset{n_{mm}}{\Sigma }}{\eta }_3\left(S_l^{mm}\right)+{\eta }_2\left(S_u\right)\right)}^2}{(n_s+n_{ms}+n_{mm}+1)\left(\underset{j=1}{\overset{n_s}{\Sigma }}{{\eta }_1}^2\left(S_j^s\right)+\underset{k=1}{\overset{n_{ms}}{\Sigma }}{{\eta }_2}^2\left(S_k^{ms}\right)+\underset{l=1}{\overset{n_{mm}}{\Sigma }}{{\eta }_3}^2\left(S_l^{mm}\right)+{{\eta }_2}^2\left(S_u\right)\right)};$两跳多信道情况下的所有用户整体接入满意度β₃为：${\beta }_3=\frac{{\left(\underset{j=1}{\overset{n_s}{\Sigma }}{\eta }_1\left(S_j^s\right)+\underset{k=1}{\overset{n_{ms}}{\Sigma }}{\eta }_2\left(S_k^{ms}\right)+\underset{l=1}{\overset{n_{mm}}{\Sigma }}{\eta }_3\left(S_l^{mm}\right)+{\eta }_3\left(S_u\right)\right)}^2}{(n_s+n_{ms}+n_{mm}+1)\left(\underset{j=1}{\overset{n_s}{\Sigma }}{{\eta }_1}^2\left(S_j^s\right)+\underset{k=1}{\overset{n_{ms}}{\Sigma }}{{\eta }_2}^2\left(S_k^{ms}\right)+\underset{l=1}{\overset{n_{mm}}{\Sigma }}{{\eta }_3}^2\left(S_l^{mm}\right)+{{\eta }_3}^2\left(S_u\right)\right)};$其中，S_u表示需要选择接入模式的用户；表示通过单跳接入的用户，其中n_s为单跳接入的用户个数；表示通过两跳单信道接入的用户，其中n_ms为两跳单信道接入的用户个数；表示通过两跳多信道接入的用户，其中n_mm为两跳多信道接入的用户个数；(2f)找出所求得的β₁、β₂、β₃集合中所有元素的最大值，选择接入方式：若最大值在β₁中，则选择单跳方式进行接入，并计算取得该最大值时所对应的无线接入点AP_i编号p₁为：$p_1=\arg \underset{i}{max}{\beta }_1;$若最大值在β₂中，则选择两跳单信道方式接入，并计算取得该最大值时所对应的无线接入点AP_i编号p₂和中继节点编号q₂分别为：$p_2=\arg \underset{i}{max}{\beta }_2;$$q_2=\arg \underset{r}{max}{\beta }_2;$若最大值在β₃中，则选择两跳多信道方式接入，并计算取得该最大值时所对应的无线接入点AP_i编号p₃和中继节点编号q₃分别为：$p_3=\arg \underset{i}{max}{\beta }_3,$$q_3=\arg \underset{r}{max}{\beta }_3;$其中，i∈1,2,3…,N_AP，N_AP表示无线接入点AP的个数；r∈1,2,3…,n_s。(3)配置接入模式(3a)若用户选择的是单跳接入模式，则将该用户接入编号为p₁的无线接入点AP；(3b)若用户选择的是两跳单信道接入模式，则将该用户通过编号为q₂的中继用户接入编号为p₂的无线接入点AP；(3c)若用户选择的是两跳多信道接入模式，则将该用户通过编号为q₃的中继用户接入编号为p₃的无线接入点AP。