[发明专利]基于无线异构网络的虚拟资源多目标映射方法

说明书

本发明针对现有无线网络体系存在“静态”和“僵化”等弊端，难以满足通信对网络灵活性、移动性、智慧化的需求，公开了一种基于无线异构网络的虚拟资源多目标映射方法。该方法先根据虚拟无线网络映射时的多目标特性，采用混合策略，构建以网络吞吐量、用户的QoE、基础设施的能量消耗为目标函数的多目标优化模型；接着采用强度进化方法对提出的多目标模型进行优化求解。从而达到在不同的时刻不同的网络负载量下，实现多目标共赢。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更为具体地，涉及一种基于无线异构网络的虚拟资源多目标映射方法。

背景技术

随着移动设备的发展，用户对网络质量的要求越来越高，从而容量、吞吐量(throughput)、延迟等成为第5代通信系统(5G)的一项重要指标。然而以频谱为代表的无线网络资源则显得日趋紧张，提高无线频谱利用的有效性，以提高无线通信系统的信道容量研究具有重大意义。一些学者采用自适应调制技术(AM)、多天线技术(MIMO)、认知无线电技术(CR)等提高无线频谱利用的有效性等方面来提高网络的容量、吞吐量。由于通信网络的最终目的是为终端用户提供各式各样的服务并带来方便。用户的需求是最重要的，他们对服务质量和网络性能具有最终裁决权，其对网络服务和产品的取舍和忠诚度决定了整个通信系统价值链中每个环节的存亡。体验质量(Quality of Experience，简称为QoE)的概念就是由此而产生，如何保证用户的QoE的研究具有重大意义。由于用户的QoE主要体现在对各种不同的业务在不同的价格上有不同的需求。由于各种业务对传输信息的协议有不同的要求，在不改变网络结构的基础上，提高用户的QoE可以转化为让不同的业务选择适合自己的协议。随着绿色网络研究的兴起,网络能耗问题成为研究热点，可见以节能为目标的无线网络研究具有重大意义。而现存的网络主要是面向峰值设计的，网络的平均负载一般来说大大低于忙时负载，在非峰值时在保证用户使用的基础上使一部分基站进入休眠是一种不错的节能方法。

随着无线通信网络用户的日益庞大，带来了各种无线接入技术的飞速发展。特别是随着“三网融合”概念的提出，更加速了多种异构网络的泛在融合。因此一方面必须对无线网络资源进行整体规划、智能管理、优化决策和调度，以提高网络资源的合理利用。而对无线网络使用的不同群体所希望的目标是不一样的。如运营商则希望网络的吞吐量越来越高，系统随时都能达到饱负荷的运行。用户则希望QoE越来越好，能够随时随地高质量的使用各种业务。基础设施供应商则希望系统是节能的。现有网络体系存在“静态”和“僵化”等多种弊端，难以满足通信对网络灵活性、移动性、智慧化的需求。现在的网络是一个综合体，但不同的群体所关注网络的侧重点不一样。因此，不论是运营商，基础设施供应商还是用户级考虑，都需要对现有网络进行功能切分，提供多目标服务。在不改变网络的结构上，根据网络的不同负载量，借助虚拟化映射技术通过资源的动态调配实现多目标的共赢具有重大研究意义。

虽然无线资源根据不同的划分方式在不同的网络系统中有不同的表达方式，但是传输媒质都是统一的电磁波。因此，不同的网络信息传输时是用电磁频谱在不同正交空间中分割时的表达，本质上都可以映射为对等效频谱的占用，利用各种解析方法表达各自空间的资源(如WLAN中的等效占用信道时间)，各个系统虽然有所不同，但这个资源一定可以表达为用户数、用户业务服务质量(Quality of Service，简称为QoS)和物理层速率的函数。目前在这方面没有很好的研究。

发明内容

本发明针对现有无线网络体系存在“静态”和“僵化”等弊端，难以满足通信对网络灵活性、移动性、智慧化的需求，提供一种基于无线异构网络的虚拟资源多目标映射方法，通过将异构的无线资源统一表达为等效带宽，再根据网络的负载量在不同的时期按不同的方法进行映射，从而达到多目标共赢。

本发明提供的基于无线异构网络的虚拟资源多目标映射方法，包括：初始化阶段和虚拟资源映射阶段；其中，

初始化阶段，包括：

步骤S11：初始化虚拟小区与网络节点的对应关系，具体如下：