一种基于无线资源管理功能博弈的无线资源优化方法

摘要

本发明公开了本发明提供一种基于无线资源管理功能博弈的无线资源优化方法，从无线资源管理各个功能特点的角度出发，涉及对无线接纳控制和无线承载控制之间的博弈，二者为博弈对手，无线接纳控制的目标是接纳更多的用户以提高无线系统运营经济收入，而无线承载控制的目标是为正在服务的用户提供更高的服务质量以提高用户的满意程度，二者都需要无线蜂窝小区内的无线网络资源，由此通过博弈，求解博弈目标函数的极值，找出合适的分配策略，实现对无线资源管理各个功能的协调，以达到能够根据蜂窝小区内的实际情况合理分配无线网络资源，使无线网络经济运营和用户满意度达到和谐统一。

主权项

一种基于无线资源管理功能博弈的无线资源优化方法，其特征在于，以无线蜂窝小区内的无线接纳控制和无线承载控制作为博弈对手，包括以下操作步骤：1)初始化无线蜂窝小区，包括正在接受服务的用户和等待接纳的用户的表征，接受服务用户和等待接纳用户的QoS需求的表征；2)建立无线接纳控制的效用函数：$U_A=\underset{i\le s}{\Sigma }{\gamma }_i\ln ({\alpha }_i·r_i\left(x_i\right))---\left(1\right)$其中：U_A为无线接纳控制的效用函数；α_i表示任意待接纳用户i的QoS需求系数；γ_i为待接纳用户间的差异系数；i表示第i个待接纳用户；s表示待接纳用户总数；r_i(x_i)表示第i个待接纳用户所分配的子载波速率；3)建立无线承载控制的效用函数：$U_B=\underset{j\le k}{\Sigma }\ln ({\beta }_j·(r_j\left(x_j\right)-R_{j,\min }))---\left(2\right)$其中：U_B为无线承载控制的效用函数；β_j为正在接受承载维护用户间的差异系数；r_j(x_j)表示对第j个正在接受承载维护用户分配的无线资源，R_j，min表示正在接受承载维护服务的用户的最小速率需求；j表示第j个正在接受承载维护用户；k表示正在接受承载维护用户总数；4)建立总体博弈目标效用函数：$\left\{\begin{array}{cc}\max ..U_A& \\ s.t.\underset{i\le s}{\Sigma }{r}_i\left(x_i\right)=R_A& \max ..f\left(x\right)=m{U}_A+n{U}_B\\ \max ..U_B& \\ s.t.\underset{j\le k}{\Sigma }{r}_j\left(x_j\right)=R_B& R=R_A+R_B\end{array}\right.---\left(3\right)$其中，f(x)为总体博弈目标效用函数，R_A为无线接纳占用的资源，R_B为无线承载占用的资源，R为小区资源总量；5)求解总体博弈目标效用函数，找出最佳资源分配策略与接纳用户和承载维护用户之间的关系；绘制目标函数纳什均衡曲线，观察曲线的各个极值点，得出不同接纳用户数量的最优分配策略；所述的初始化无线蜂窝小区为：小区内有M个正在接受服务的用户和N个等待接纳的用户；系统为正在接受服务用户分配的无线资源服从正态分布，并且保证其分配的无线资源大于用户最小QoS需求；系统为等待接纳用户提供最小QoS保证，并且等待接纳用户的最小QoS需求也服从正态分布；最佳资源分配策略与接纳用户和承载维护用户之间的关系用下述公式表述：${\eta }^{*}=\frac{R-\underset{j\le k}{\Sigma }{R}_{j,\min }}{\mathrm{nkR}}·\frac{\mathrm{mnk}\underset{i\le s}{\Sigma }{\gamma }_i}{m\underset{i\le s}{\Sigma }{\gamma }_i+\mathrm{nk}}$其中，η^*为最佳资源分配系数。