[发明专利]一种基于多用户多业务的异构网络带宽分配方法

说明书

技术领域

本发明属于异构网络带宽分配领域，涉及一种多用户多业务环境下的异构网络带宽分配方法。

背景技术

随着无线通信与网络技术的迅猛发展，越来越多的无线接入技术相继涌现，目前，每种无线接入技术在容量、覆盖范围、数据速率等方面各有长短，任何一种无线网络都不可能满足所有用户的QoS需求。因此未来移动通信系统的发展趋势将会是各种网络协同工作，充分利用各个无线网络的有限资源以保证通信的可靠性和有效性。在未来无线移动通信系统向着网络异构化的方向发展的同时，其所承载的业务也在向着多样性的方向发展：第一代移动通信系统主要支持对称的语音业务；第二代移动通信系统同样主要支持语音业务，但是已经开始支持低速的数据业务；而第三代移动通信系统其所支持的业务包括会话类、流媒体类、交互类和后台类等多种具有不同QoS需求的业务。

在这种多无线接入环境下，需要对多个不同的无线网络进行联合资源管理，从而可以为多种业务选择最合适的无线接入网，并合理调整数据流的分配，适应多种业务需求和无线网络质量的动态变化。通过联合多无线资源管理就可以实现联合的资源管理，在满足每种业务QoS需求的基础上，最大限度地利用所有可以利用的无线资源以实现用户效用的最大化。

现有的异构无线网络带宽分配方法主要是基于多个用户传输视频业务的场景，而在用户需要传输语音、数据和视频等多种业务的场景中，由于每种业务具有不同的QoS需求，因而需要根据无线网络的质量为每种业务选择最合适的网络进行传输。语音业务是一种对时延极为敏感的业务，同时由于人耳的容错性使得语音业务对丢包不是很敏感；数据业务是一种需要保证高可靠性的业务，因而对丢包极为敏感，相对而言对时延和带宽的需求不是很高；视频业务对时延、带宽和丢包具有较为平衡的需求，低时延保证视频业务的实时性，高带宽和低丢包保证视频业务的清晰度。

发明内容

本发明的目的是提供一种多个用户利用异构无线网络传输语音、数据和视频业务时的带宽分配方法。该方法根据网络的可用带宽、延时、丢包率和业务的QoS需求来确定业务与网络之间的匹配程度，并根据业务和网络的匹配程度为每种业务选择与其匹配程度最高的无线接入网络，为每个用户的多种业务合理分配带宽，在保证业务的QoS需求基础上实现用户效用的最大化。

本发明方法包括无线网络的选择，使得业务和所选无线网络的匹配程度最高；无线带宽的分配，以保证用户效用的最大化。

本发明方法的具体步骤为：

步骤(1)、无线网络的选择，包括确定业务与网络间的匹配程度和根据匹配程度为业务选择无线网络，具体的方法为：

a、确定业务与网络间的匹配程度。在有N个异构无线网络覆盖的区域内，有I个用户需要进行业务的传输，其中用户i需要传输共S_i个业务，这里所述的业务包括语音业务、数据业务和视频业务。根据网络的可用带宽、延时、丢包率以及业务的QoS需求来确定业务与网络之间的匹配程度，用                                               来表示用户i的第s个业务对网络n的匹配程度，表示如下：

，

其中，i=1,2,…,I, s=1,2,…,S_i, n=1,2,…,N, k表示业务选网时所考虑的网络质量信息，K表示业务选网时所考虑的网络质量信息的数目，这里所述的网络质量信息是指网络的可用带宽、丢包率以及延时，所以K=3；表示用户i的第s个业务对第k个网络质量信息的权重，并且满足，其含义是，当业务对某个QoS指标较为敏感时，则该业务对该QoS指标所对应的网络质量信息的权重较大，这样，业务在选择网络时会更多地考虑该QoS指标的影响。表示用户i的第s个业务对网络n的第k个质量信息的匹配程度，而且对于可用带宽这样的网络质量信息，其值越大表明网络的质量越好，越适合业务的传输；而对于时延和丢包率这样的网络质量信息，其值越小表明网络的质量越好，越适合业务的传输；

因为不同的业务具有不同的QoS需求，所以用户i的第s个业务对第k个网络质量信息的权重是各不相同的：