[发明专利]一种面向异构D2D网络的小基站抖动避免负载均衡方法

权利要求书

1.一种面向异构D2D网络的小基站抖动避免负载均衡方法，其特征在于：包括步骤：

步骤一：用集合U＝{u₁，u₂，...，u_n}表示待分配的移动用户节点集合，u_n表示第n个移动用户节点，用集合C＝{c₁，c₂，...，c_m}表示基站集合，c_m表示第m个基站，n为移动用户节点总数，m为基站总数，并定义第k轮的移动用户和基站的分配中所有用户节点移动一次并被分配给相应基站，得到用户节点u_i的第k轮分配结果用表示第i个移动用户节点u_i在第k-1轮和第k-2轮分配的基站结果；

步骤二：通过计算每个移动用户节点和各个基站之间的距离，得到每个移动用户节点能够连接的基站集合，进而得到每个移动用户节点对应待选的可分配基站以及每个基站覆盖范围内的所有移动用户节点；

步骤三：建立以每个移动用户节点为根的广度优先搜索树；具体如下：首先将某个移动用户节点对应待选的基站集合插入到以该移动用户节点为根的树中，以移动用户节点为根的广度优先搜索树是逐层构建的，待分配的移动用户节点在第一层，并且在第二层中为待分配的移动用户节点选择分配的基站，待基站已经分配了移动用户节点，则将树扩展到第三层，将已有下属移动用户节点的基站当下所有的移动用户节点插入到树的第三层，依此进行广度优先搜索树的构建；

步骤四：建立一个队列Q用于维护广度优先搜索树中出现的移动用户节点和基站列表，具体为，首先将待分配的移动用户节点，从队尾插入到队列Q中；接下来，将队列Q的队头的移动用户节点u_i出队，并将u_i能够分配到的基站全部插入队列Q，然后再从队头出队，将已经分配给出队基站v的所有移动用户节点均入队；如果出队元素是移动用户节点，则将该移动用户节点所有能够连接且未入过队的所有基站插入队列Q；这个过程将一直进行到以下两个条件之一为止：(i)找到一个负载为0的基站；(ii)集合Q为空；

步骤五：对于分配完成后的结果，再次进行检查和调整：让移动用户节点u_i所分配的基站与上一轮分配的基站比较，如果相等，则抖动未发生，不需要进行调整；否则，比较分配的基站与是否一致，若不一致，则是根据节点移动情况而出现的基站变更的现象；若一致，则是抖动情况的产生，需要进行调整，在负载均衡允许的范围内，将上一轮的分配结果，更改为本轮的分配结果，减少抖动情况的产生。

2.根据权利要求1所述的一种面向异构D2D网络的小基站抖动避免负载均衡方法，其特征在于：步骤三中，为待分配的移动用户节点选择分配的基站具体过程为：选择时会在保证负载均衡的情况下优先选择上一轮分配的基站；若是不存在上一轮分配的基站则在基站集合中找到尚未被分配移动用户节点的基站，并将待分配的移动用户节点直接分配给该基站。

3.根据权利要求2所述的一种面向异构D2D网络的小基站抖动避免负载均衡方法，其特征在于：移动用户节点选择分配的基站时首先进行预分配，统计待选基站只有一个的移动用户节点的数目，先将该部分的移动用户节点分配给对应待选基站，重复操作完成预分配的过程。

4.根据权利要求1所述的一种面向异构D2D网络的小基站抖动避免负载均衡方法，其特征在于：步骤三中，在最终得到的广度优先搜索树中，移动用户节点层和基站层会在广度优先搜索树的层次中交替出现，移动用户节点层和基站层分别占据树中的奇数层和偶数层。

5.根据权利要求1所述的一种面向异构D2D网络的小基站抖动避免负载均衡方法，其特征在于：当以移动用户节点u_i为根的广度优先搜索树建立完成后，继续对先前尚未分配基站的用户节点进行分配，具体过程如下：假定移动用户节点u_j尚未分配基站，则在u_j所有能够连接的基站集合C_j中，首先查询是否存在上一轮分配的基站，如果有，则在保证负载均衡的情况下，优先考虑将u_j分配给上轮分配的基站，否则，则在集合中选择任一负载小于阈值的基站进行分配，所述阈值根据实际基站负载能力设定；重复上述操作，最终所有的移动用户节点均会分配到对应的基站中。