[发明专利]一种基于贝叶斯博弈的WLAN系统无线接入点节能抗干扰方法

说明书

本发明请求保护一种基于贝叶斯博弈的WLAN系统无线接入点节能抗干扰方法，属于通信技术领域。本发明首先对AP设备的能耗进行测量，获得AP发射功率‑负载‑能耗三维数学模型；然后在各AP自私、理性，且短时间内具有私人信息相互独立的特点下，将系统能耗优化问题看作一系列独立同分布的贝叶斯博弈。各AP通过声明私人信息参与博弈，获得干扰限制下，系统成本最低时的休眠AP集合及各AP的发射功率调整规则。最后，将与决策结果相互依存的行为(休眠‑开启)和各AP的发射功率调整结果带入其效益函数中，通过计算判断是否各AP获得了最大效益。若是，则控制器下发指令，AP执行相应的行为。否则，所有AP将重新进行信息声明。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于贝叶斯博弈的WLAN系统无线接入点节能抗干扰方法。

背景技术

近年来，随着智能终端的快速普及，移动数据流量呈现出指数增长趋势。据Cisco预测，截至2019年，5G移动通信每月的数据流量业务将达到24.3艾字节。为了满足用户日益增长的流量需求，运营商在校园、企业等公共区域计划部署了越来越密集的AP设备。此外，许多供应商提供集中管理AP的方法，这使得部署高密度WLAN成本更加低廉、管理更加方便，进一步促进了WLAN规模的扩展。然而，密集部署的WLAN会造成两个问题：1)能源浪费；2)严重的干扰。密集WLAN是为了满足峰值流量需求，但是峰值时段很少发生。实际上，当系统数据传输量较小时大部分AP处于空闲且仍保持全功率开启状态(比如在夜间)，这造成了大量不必要的能源浪费。同时，IEEE802.11及国际相关标准规定^[3]WLAN工作在2.4G和5G两个频段。而在中国，5GHz频段尚未大规模启用，大部分WLAN设备还是使用2.4GHz这个频段。该频段划分的信道中，互不干扰的只有1、6、11三个信道。当覆盖范围相互重叠的AP采用相同或相邻信道同时进行通信时，彼此间会产生严重干扰，降低AP的带宽利用率，从而需要运营商部署更多的AP设备满足用户需求，增加经济成本，形成恶性循环。因此，在最大限度地保证用户体验质量的前提下，研究能够同时有效地降低能耗和干扰的方法在无线网络资源优化以及通信质量的提升中扮演着十分重要的角色。

针对WLAN中只在较短时间内高密度部署AP设备所提供的高通信容量才能被充分利用的现象，目前的解决方案主要有：

1.研究者根据各AP关联用户的分布情况，动态地调整系统中各AP的发射功率，从而实现节能目标。

2.根据历史数据流量呈现出的特性，对数据流量进行建模分析，从而在不同时段开启不同数量的AP设备满足当前的数据传输业务需求。

3.根据当前网络状态，使相邻AP相互协作，休眠网络中关联用户数最少的AP，并将其关联用户分别切换到距离最近的AP上。

4.通过实测数据分析设定负载阈值，将AP当前数据传输量与阈值进行比较，确定AP的工作模式。

以上研究方案在一定程度上减小了系统能耗，但是也存在如下一些问题：

1.相关研究表明，单一地调整AP发射功率产生的节能效果比较微弱。

2.基于历史数量建立的节能模型，缺乏对网络状态实时变化的考虑，即无法根据网络中用户需求实时变化来获取最优的资源配置方案。

3.基于当前网络状态的AP间协作，能根据实时的用户需求变化获得最优的资源配置方案。但是其对于用户需求的度量标准设定过于简单，AP关联的用户数并不能准确反映出真实的流量需求。因此，用户切换完成后，可能导致AP出现过载现象，从而降低用户体验质量。

4.基于阈值的节能方法无法自适应地休眠当前数据传输量高于该门限值的AP，造成系统数据传输业务增加时节能不彻底问题。