一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109104743A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201810747876.0(22)申请日2018.07.09(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市新模范马路66号(72)发明人徐鼎殷政朱晓荣纪言(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人刘珊珊(51)Int.Cl.H04W28/02(2009.01)H04W28/06(2009.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法(57)摘要本发明提出一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法，整个网络架构中包含宏蜂窝数据卸载决策中心、宏蜂窝网络运营商部署的宏基站及其用户终端、由其他网络运营商部署的低功率节点及其用户终端。低功率节点将其网络状况以及关联终端信息发送给宏蜂窝数据卸载决策中心，同时发送其愿意用于传输宏蜂窝数据的容量及价格；宏蜂窝基站将其网络状况及关联的终端的相关信息发送给宏蜂窝数据卸载决策中心。宏蜂窝数据卸载决策中心执行卸载决策，下发决策指令给宏蜂窝基站，宏蜂窝基站将指定的宏蜂窝用户终端的数据切换到指定的低功率节点。本发明可有效提升异构无线网络吞吐量，缓减数据拥塞。CN109104743ACN109104743A权利要求书1/2页1.一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法，其特征在于，所述异构无线网络包括宏蜂窝数据卸载决策中心、宏蜂窝网络运营商部署的宏蜂窝基站、以及其他运营商部署的提供小微型蜂窝的低功率网络节点，低功率网络节点包括毫微微基站和WiFi接入点；该方法包括步骤：(1)低功率网络节点向宏蜂窝数据卸载决策中心上报盖范围内的宏蜂窝用户终端、可用于卸载宏蜂窝数据的容量以及希望从宏蜂窝网络运营商得到的单位容量报酬；(2)宏蜂窝基站向宏蜂窝数据卸载决策中心卸载决策中心上报覆盖范围内关联的宏蜂窝用户终端的流量需求，定义第j个宏蜂窝用户终端的流量需求为dj，j∈{1，2，...，M}，M为宏蜂窝用户终端总数；(3)宏蜂窝数据卸载决策中心根据接收到的数据计算宏蜂窝网络可能取得的系统总效用为：其中，N为低功率节点的总数，Mi为第i个低功率节点APi覆盖范围内的宏蜂窝用户终端集合；uj为宏蜂窝用户终端j切换到APi所能取得的效用值；yji为宏蜂窝数据卸载决策中心给出的决策值，yji＝1表示宏蜂窝用户终端j切换到APi，yji＝0表示宏蜂窝用户终端j不切换；bi为APi希望从宏蜂窝网络运营商得到的单位容量报酬，即APi的出价；rji表示宏蜂窝用户终端j切换到APi后能够获得的实际数据速率；(4)宏蜂窝数据卸载决策中心以系统效用和最大化为目标问题构建问题模型，求解问题模型得到yji的值以及相应运营商的经济报酬pi，宏蜂窝数据卸载决策中心将求解得到的yji和pi作为决策信息发送给宏蜂窝基站；所述问题模型为：其中，Ci表示APi可用于卸载宏蜂窝数据的容量；所述经济报酬为：(5)宏蜂窝基站根据收到的决策信息将宏蜂窝用户终端切换至相应低功率网络节点，并支付经济报酬，完成数据卸载。2.根据权利要求1所述的一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法，其特征在于，所述宏蜂窝用户终端j切换到APi所能取得的效用值的计算公式为：2CN109104743A权利要求书2/2页其中，a＞0，b＞0，c＞0且a、b、c均为常数。3.根据权利要求2所述的一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法，其特征在于，所述问题模型采用分枝定界法求解。3CN109104743A说明书1/5页一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法技术领域[0001]本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种异构无线网络中基于定价的数据卸载方法，该方法在异构无线网络环境下基于定价的方式缓减宏蜂窝数据拥塞的问题，同时保证宏蜂窝用户终端的服务质量需求。背景技术[0002]近年来，随着智能移动设备的日益普及，移动用户通过智能终端访问互联网服务的业务需求快速增长，大大增加了宏蜂窝网络运营商部署的宏蜂窝网络的压力，造成了网络拥塞和超载现象，降低了用户的业务体验。随着WiFi及毫微微蜂窝网络的普及，使得宏蜂窝网络运营商可以利用它们从宏蜂窝网络中卸载客户流量，增加网络吞吐量并同时降低无线接入网基础设施能耗。然而，如果所有的宏蜂窝网络运营商在相同的热点地区都建设WiFi或毫微微蜂窝网络，由于业务的动态性，这些网络的平均利用率往往不高，会造成网络设备资源的浪费。所以，对于某一宏蜂窝网络运营商而言，其可以动态租用其他网络运营商已经部署了的WiFi接入点或者毫微微蜂窝基站资源。然而，现有的拥有WiFi接入点(或毫微微蜂窝基站)的运营商并不会免费租借资源给其他运营商使用。因此，宏蜂