一种移动通信网络中的准入控制方法

摘要

本发明公开了一种移动通信网络中的准入控制方法，通过考虑机会调度与不同服务质量保障，本发明可在不影响网络已存在用户QoS满意度的情况下尽量接入更多用户。首先对所有最小速率需求用户均设置其多用户分集增益为1，然后计算接入一个新MRR用户所需资源数，再更新所有MRR用户的MDG并用其迭代计算新接入MRR用户所需资源数。当迭代结果稳定时，若新接入MRR用户的最小速率需求可以被网络严格满足，它才可成功接入网络，否则阻塞它。接着计算接入一个新尽力而为BE用户可分配的资源数，并用其计算全网总效用函数的改变，当且新接入BE用户可提升全网总效用函数时，它才可成功接入网络，否则阻塞它，停止算法。

主权项

一种移动通信网络中的准入控制方法，其特征是通过考虑机会调度与不同服务质量QoS保障，在不影响网络已存在用户QoS满意度的情况下尽量接入更多用户；首先对所有最小速率需求MRR用户均设置其多用户分集增益MDG为1，然后计算接入一个新MRR用户所需资源数，再更新所有MRR用户的MDG并用其迭代计算新接入MRR用户所需资源数，当迭代结果稳定时，若新接入MRR用户的最小速率需求可以被网络严格满足，它才可成功接入网络，否则阻塞它；接着计算接入一个新尽力而为BE用户可分配的资源数，并用其计算全网总效用函数的改变，当且新接入BE用户可提升全网总效用函数时，它才可成功接入网络，否则阻塞它，停止算法；包括以下步骤：初始化：对所有最小速率需求MRR用户m均设置G_m＝1，其中G_m是由于系统采用基于用户自身速率累积分布调度CS和机会轮询ORR相结合的CS/ORR调度算法带来的相对于用户m的多用户分集增益MDG；第一步：计算接入一个新MRR用户所需资源数其中Bw是可分配给用户的最小资源单元的带宽，和分别是用户的最小速率需求、带宽效率和MDG，是向上取整符号；第二步：对每一个MRR用户m，更新其多用户分集增益G_m$G_m=\frac{{\Sigma }_{j=1}^{s_m}{G}^{\mathrm{CS}/\mathrm{ORR}}\left(K_j\right)}{s_m}$其中s_m是为用户m所分配资源数，K_j是第j轮的竞争用户数，G^CS/ORR(K_j)是采用CS/ORR调度算法时第j轮的MDG，定义如下：采用CS时，对于系统中有|K|个服务用户，任一服务用户k的MDG为$G_k^{\mathrm{CS}}=\underset{i=1}{\overset{\left|K\right|}{\Sigma }}\frac{1}{i}$由上式可知，只与系统用户数|K|有关，方便起见，用G(|K|)代替采用CS/ORR调度算法为新接入用户保守估计满足其QoS需求所需资源数，假设第j轮中有K_j个用户，则第j轮的平均MDG为$G^{\mathrm{CS}/\mathrm{ORR}}\left(K_j\right)=\frac{1}{K_j}\underset{l=1}{\overset{K_j}{\Sigma }}G\left(l\right)=\frac{1}{K_j}\underset{l=1}{\overset{K_j}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{l}{\Sigma }}\frac{1}{i}$第三步：根据公式[1]重新计算接入用户所需资源数若此时迭代结果已稳定，则进入第四步，否则进入第二步；第四步：当用户的最小速率需求可以被网络严格满足时，它才可以成功接入网络，即如果$s_{\hat{m}}\le s_M-\underset{m\in M}{\Sigma }{s}_m$则接入新用户否则阻塞它；其中s_M是所有MRR用户可用资源总数；第五步：新接入BE用户所需资源数为其中s是系统资源总数，B是BE用户集合，是向下取整符号；第六步：当接入用户可提升全网总效用函数时，它才可以成功接入网络，即如果$\begin{array}{c}\mathrm{\Delta U}=\left[\log \frac{s_B·\mathrm{Bw}·e_{\hat{b}}·G\left(\right|B|+1)}{\left|B\right|+1}\right]+\underset{b\in B}{\Sigma }[\log \frac{s_B·\mathrm{Bw}·e_b·G\left(\right|B|+1)}{\left|B\right|+1}\\ -\log \frac{s_B·\mathrm{Sw}·e_b·G\left(\right|B\left|\right)}{\left|B\right|}]>0\end{array}---\left[3\right]$其中代表所有BE用户可用资源总数；公式[3]第一项代表用户效用函数增量，第二项代表网络中所有已存在BE用户效用函数增量和，公式[3]简化为$\mathrm{\Delta U}=\left[\log \frac{s_B·\mathrm{Sw}·e_{\hat{b}}·G\left(\right|B|+1)}{\left|B\right|+1}\right]+\log [\frac{G\left(\right|B|+1)}{G\left(\right|B\left|\right)}\frac{\left|B\right|}{\left|B\right|+1}{]}^{\left|B\right|}>0---[4]$因为${\lim }_{x\to \infty }{(1+\frac{1}{x})}^x=e$及欧拉近似$G\left(Y\right)={\Sigma }_{y=1}^{Y}1/y\approx \gamma +\log \left(Y\right),$其中e是自然对数，γ＝0.5772是欧拉常数，则可推出${\left(\frac{\left|B\right|}{\left|B\right|+1}\right)}^{\left|B\right|}\approx \frac{1}{e},[\frac{G\left(\right|B|+1)}{G\left(\right|B\left|\right)}{]}^{\left|B\right|}\approx 1---[5]$将公式[5]和公式[2]代入公式[4]，即可得$s_{\hat{b}}·\mathrm{Bw}·e_{\hat{b}}·G\left(\right|B|+1)>e---\left[6\right]$若接入新用户满足公式[6]不等式条件，则接入它；否则阻塞它，停止算法。