[发明专利]一种面向机器类通信的负载均衡方法

权利要求书

1.一种面向机器类通信的负载均衡方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)构造终端的收益函数；

步骤2)通过各终端的博弈过程，确定每个终端的选择策略；

步骤3)计算基于接入分类限制方法中基站的控制参数；

所述步骤1)具体包括以下步骤：

步骤1-1)通过以下公式计算终端接入基站的信干噪比：

其中，P_i,m表示的是MTC终端i接入基站m的发送功率，i＝1,...,K，m＝1,...,M，K表示MTC的终端数，M表示测量区域内基站的个数；G_i,m表示MTC终端i接入基站m的平均信道增益；d_i,m表示MTC终端i到接入基站m的距离；a表示终端到基站的路径衰减指数；σ²表示噪声；I_i,m表示其他终端造成的干扰；

步骤1-2)通过以下公式计算终端的效用，即终端接入基站获得的数据速率：

C_i,m＝B_i,m·log₂(1+γ_i,m)

其中，C_i,m为MTC终端i接入基站m获得的数据速率；B_i,m表示分配给MTC终端i的带宽；

步骤1-3)通过以下公式计算终端接入基站的代价：

ω_i,m＝λ_i·π_i·P_i,m

其中，ω_i,m为MTC终端i接入基站m的代价；λ_i表示MTC终端愿意为其获得数据速率付出代价的意愿强度，λ_i用于保证代价与效用在同一个数量级且具有相同的量纲；π_i表示发送单位功率终端的能量损耗；

步骤1-4)终端i的收益函数为：

u_i(S_K)＝(C_i.m-ω_i,m)/||N_m||

S_K表示参与者的选择策略集，其表达式为S_K＝{s₁,s₂,...,s_K}，N_m表示为基站m接入终端的集合，||N_m||为它的模值；

||N_m||＝||A_m||+||N'_m||

其中，N'_m表示为只能接入基站m的终端的集合，||N'_m||表示它的模值，A_m表示位于重叠覆盖区域的终端选择接入基站m的终端的集合，||A_m||为它的模值；

所述各终端的博弈过程具体为各终端不断改变接入策略，获取最大的收益，直到任何一个终端再改变策略时，各终端的收益都不会再改变时，确定每个终端最终的接入策略；

博弈的表达式为：

Γ＝{Z,S_K,{μ_i}_i∈Z}

其中，Z表示参与者，即位于多个小区重叠覆盖区域的MTC终端；S_K表示参与者的选择策略集，S_K＝{s₁,...,s_K}；μ_i表示参与者的收益，即MTC终端接入基站获得收益，i＝1,...,K。

2.根据权利要求1所述的一种面向机器类通信的负载均衡方法，其特征在于：终端间博弈协调各MTC终端的接入策略，使得各终端获得最大的收益，通过以下公式确定每个终端的选择策略，

3.根据权利要求2所述的一种面向机器类通信的负载均衡方法，其特征在于：终端在整个系统中有且只能接入一个基站，

L_i表示终端i可以接入的基站数，σ_i,m表示MTC终端i选择基站的函数，

s_i为参与者的选择策略，i＝1,...,K。