[发明专利]WLAN－CDMA网络中实现最优化联合控制业务调度的方法

权利要求书

1.一种WLAN-CDMA网络中实现最优化联合控制业务调度的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)确定WLAN-CDMA网络中的状态空间以及系统当前的状态，包括以下步骤：

(a)根据以下公式确定WLAN网络中的业务行向量X_w(t)：

X_w(t)＝[n_w，1(t)，n_w，2(t)，...n_w，J(t)]，其中n_w，j(t)，j＝1，...，J为大于等于0的整数，代表

WLAN网络中第j类业务的数量；

(b)根据以下公式确定CDMA网络中的业务行向量X_c(t)：

X_c(t)＝[n_c，1(t)，n_c，2(t)，...n_c，J(t)]，其中n_c，j(t)，j＝1，...，J为大于等于0的整数，代表CDMA网络中第j类业务的数量；

(c)根据上述的业务行向量X_w(t)和X_c(t)并按照以下公式确定该WLAN-CDMA网络的状态空间X以及系统当前的状态：

X={X=[Xw,Xc]=[nw,1,nw,2,...,nw,J,nc,1,nc,2,...,nc,J]]]>

；

其中，B_j≥TB_j为第j类业务对于其所占用带宽的要求，D_j≤TD_j为第j类业务所要求的延迟条件，P^out≤TP^out为第j类业务对信噪比SIR损耗率的要求；

(2)在所述的状态空间中确定对应的动作空间，包括以下步骤：

(a)根据以下公式确定要求接入WLAN网络的业务所执行动作的行向量a_w，n(t_k)：

a_w，n(t_k)＝[a_w，n，1(t_k)，a_w，n，2(t_k)，...，a_w，n，J(t_k)]∈{-1，0，1}^J；

其中t_k为决策时间点，a_w，n，j(t_k)为在t_k上系统对一个要求接入WLAN网络的新的第j类业务请求所做的响应，1代表系统接受这个请求，0代表系统拒绝这个业务接入网络，而-1代表系统决定将此业务接入到CDMA网络中；

(b)根据以下公式确定要求切换到WLAN网络的业务所执行动作的行向量a_w，h(t_k)：

a_w，h(t_k)＝[a_w，h，1(t_k)，a_w，h，2(t_k)，...，a_w，h，J(t_k)]∈{0，1}^J

其中a_w，h，j(t_k)代表在t_k上系统对一个要求切换到WLAN网络的第j类业务请求所做的响应，1代表系统接受这个请求，0代表拒绝，即此业务将保留在CDMA网络中；

(c)根据以下公式确定要求接入CDMA网络的业务所执行动作的行向量a_c，n(t_k)：

a_c，n(t_k)＝[a_c，n，1(t_k)，a_c，n，2(t_k)，...，a_c，n，J(t_k)]∈{0，1}^J；

其中a_c，n，j(t_k)代表在t_k上系统对一个要求接入CDMA网络的新的第j类业务请求所做的响应，1代表允许此请求，0代表网络将拒绝这个请求；

(d)根据以下公式确定要求切换到CDMA网络的业务所执行动作的行向量a_c，h(t_k)：

a_c，h(t_k)＝[a_c，h，1(t_k)，a_c，h，2(t_k)，...，a_c，h，J(t_k)]∈{0，1}^J

其中a_c，h，j(t_k)代表在t_k上系统对一个要求切换到CDMA网络的第j类业务请求所做的响应，1代表允许此请求，0代表网络拒绝这个请求，将此业务继续保留在WLAN网络中；

(e)根据以下公式确定WLAN-CDMA网络的状态空间X中的动作空间A_x：

A_x＝{a∈A：a_w，n，j≠1且a_w，h，j＝0如果

a_c，n，j＝0且a_c，h，j＝0如果a≠(0，0，...，0)如果x＝(0，0，...，0)}；

其中，A＝{a＝[a_c，n，a_c，h，a_w，n，a_w，h]：a_c，n∈{0，1}^J，a_c，h∈{0，1}^J，a_w，n∈{-1，0，1}^J，a_w，h∈{0，1}^J}，是一个除了第j个元素为1以外，其他元素均为0的行向量，表示WLAN网络中的第j类业务数目增加一个，表示CDMA网络中的第j类业务数目增加一个；

(3)在所述的动作空间中根据最大化网络运营收益准则决定选择相应的动作，包括以下步骤：

(a)根据以下公式得到系统的状态转移概率p_xy(a)：

其中，pxy(a)=ΔP(x(tk+1)=y|x(tk)=x,a(tk)=a),]]>τx(a)=ΔE{tk+1-tk|x(tk)=x,a(tk)=a},]]>

τx(a)=[Σj=1J(λc,n,jac,n,j+μw,h,jnw,j+λw,n,j|aw,n,j|+μc,h,jnc,jaw,h,j)+Σj=1J(μc,t,jnc,j+μw,t,jnw,j)]-1,1]]>

所述的p_xy(a)为在时刻t_k状态为x决策为a的条件下，在时刻t_k+1系统状态转移到y的概率；τ_x(a)为系统在(x，a)对下所逗留的时间，且第j(j＝1，2，...，J)类新业务到达CDMA区域的概率服从参数为λ_c，n，j的泊松分布，第j类新业务到达WLAN区域的概率服从参数为λ_w，n，j的泊松分布，第j类业务从CDMA网络切换到WLAN网络的概率服从参数为μ_c，h，j的泊松分布，第j类业务从WLAN网络切换到CDMA网络的概率服从参数为μ_w，h，j的泊松分布，第j类业务在CDMA网络中的持续时间服从均值为1/μ_c，l的指数分布，第j类业务在WLAN网络中的持续时间服从均值为1/μ_w，l的指数分布；

(b)根据以下公式得到系统运营的收益r(x，a)：

r(x,a)=Σj=1J[wc,n,jac,n,j+wc,h,jac,h,j+ww,n,jδ(aw,n,j)+wc,n,jδ(-aw,n,j)+ww,h,jaw,h,j+wc,n,j(1-aw,h,j)];]]>

其中w_c，n，j、w_c，h，j、w_w，n，j和w_w，h，j为用来调整WLAN网络和CDMA网络之间收益差异的权值；

(c)根据使单位时间内网络运营平均收益最大化的控制准则列出以下方程组：

maxzxa≥0,x∈X,a∈AxΣx∈XΣa∈Axr(x,a)τx(a)zxa,]]>

相应的约束条件为：

Σa∈Ayzya-Σx∈XΣa∈Axpxy(a)zxa=0,y∈X;]]>

Σx∈XΣa∈Axzxaτx(a)=1;]]>

Σx∈XΣa∈Ax(1-ac,n,j(x))zxaτx(a)≤γc,n,j,j=1,2,...,J;]]>

Σx∈XΣa∈Ax(1-ac,h,j(x))zxaτx(a)≤γc,h,j,j=1,2,...,J;]]>

Σx∈XΣa∈Ax(1-aw,n,j(x))zxaτx(a)≤γw,n,j,j=1,2,...,J;]]>

Σx∈XΣa∈Ax(1-aw,h,j(x))zxaτx(a)≤γw,h,j,j=1,2,...,J;]]>

其中，z_xaτ_x(a)为收益r(x，a)的权值，即稳态率，γ_c，n，j、γ_c，h，j、γ_w，n，j、γ_w，h，j为网络阻塞率的上限值；

(d)使用线性规划算法或者加强学习算法对于以上的方程组求解，得到被决定选择的动作；

(4)执行该被决定选择的动作；

(5)更新系统当前的状态；

(6)当WLAN-CDMA网络中有下一个事件发生时，返回上述步骤(2)。