[发明专利]异构融合网络带宽资源优化分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是异构融合网络带宽资源优化分配技术。

背景技术

随着各类通信技术的快速发展，以及用户业务需求的不断增长，现有各类无线接入技术将融合共存，为各类用户业务提供有效接入服务。各类典型接入技术包括无线个域网、无线局域网、无线城域网、公众蜂窝移动通信网、卫星网络，以及移动自组织（Ad Hoc）网络。图1所示为异构融合网络示例，多网络终端可通过有线接口或者无线接口通过有线接入技术（如有线电视网络，有线网络802.3）或者无线接入技术（如GPRS（General Packet Radio Service）,UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）,WLAN（Wireless Local Area Network）,WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access），CMMB DVB-S/H（China Mobile Multimedia Broadcasting ，简称中国移动多媒体广播））连接到IP骨干核心网络共享无所不在的网络服务。各类异构接入网络的融合是下一代网络发展的必然趋势，可有效实现网络覆盖范围的增加、网络资源的充分利用及用户QoS增强。

多网融合场景下各接入网络的异构特性及用户业务需求的多样性对网络无线资源管理技术特别是带宽资源管理技术提出了新的困难及挑战。目前已有研究考虑多网融合场景下的带宽分配问题。文献[黄力，韦彬贵，李可长，无线接入网中带宽高效分配方法，公开号102014500A，公开日2011-04-13]提出了一种无线接入网络中带宽分配方法。由位于基站MAC (Media Access Control)层和OFDMA (Orthogonal Frequency Division Modulation Access) 物理层的资源调度模块执行跨层资源调度，结合无线信道状态信息，执行分组调度机制，及相应子载波和功率分配。文献[D. Niyato and E. Hossain. A cooperative Game framework for bandwidth allocation in 4G heterogeneous wireless networks. Proc. ICC 2006.] 提出基于合作博弈理论解决4G (Fourth-Generation)异构无线接入网络带宽分配问题，将一个用户在多个网络中的带宽分配问题建模为破产博弈模型，并进行优化求解，但论文未考虑实际应用场景中多用户、多类业务需求并存情况下的资源分配问题。文献[D. Niyato and E. Hossain. A noncooperative Game-theoretic framework for radio resource management in 4G heterogeneous wireless access networks. IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol. 7, No. 3, 2008, pp.332-345.] 提出基于非合作博弈理论的异构网络带宽分配方案，通过建立各网络之间的非合作博弈模型，优化求解给定区域各接入网络的总带宽，进而基于容量门限优化方案，建模某连接在各接入网络中的带宽分配非合作博弈模型，并进行优化求解。论文仅基于网络及用户之间的非合作竞争关系进行建模，未考虑网络整体性能优化以及网络、用户之间可能存在的合作博弈关系。因此，异构融合网络场景下，如何综合考虑接入网络特性、用户业务特性以及网络、用户及各类业务之间的竞争、合作关系，进行网络带宽资源的高效、公平、合理分配，是实现网络综合性能优化及用户QoS保障的重要基础。

在异构融合网络中，各接入网络通过为用户提供接入服务，获得网络收益。一方面从网络运营的角度，希望实现网络收益最大化，但另一方面，各网络之间以及网络用户之间存在的用户资源、带宽资源的竞争关系，导致多个网络收益相互影响及制约，制约了收益最大化的实现。通过建立接入网络之间的联合资源协作管理机制，建模网络联合收益，实现网络整体收益的最大化成为可行高效的优化决策。