[发明专利]异构网络中基于QoS感知的负载均衡方法

权利要求书

1.一种异构网络中基于QoS感知的负载均衡方法，其特征在于，将目标优化问题转化成两个子问题，在基站和用户独立地采用分布式算法求解子问题，该方法包括以下步骤：

1).根据用户实际速率需求计算每个基站分配给该用户的资源数目，即

lnk=dkRnk]]>

其中d_k表示用户k的实际速率，l_nk能够反映资源使用情况，表示r_nk的期望；r_nk(t)＝W log₂(1+SINR_nk(t))，表示用户k在t时刻从基站n获得的可达速率，其单位是比特/秒；函数f表示对平均长期吞吐量的线性计算，例如增加一个足够小的正数值Δ来确保log(r‾nk+Δ)≠-∞;]]>

2).如果用户k连接到基站n，那么负载效率定义为

enk=RnkΣj∈Kxnjlnj]]>

其中x_nk表示连接指示，当用户k与基站n连接时，x_nk＝1，否则x_nk＝0；

3).优化目标函数为：

maxx,yΣn∈NΣk∈Kxnklnklog(Rnk)-Σn∈Nynlog(yn)]]>

约束条件：Σk∈Kxnklnk=yn,∀n∈N0<yn≤M,∀n∈NΣn∈Nxnk≤1,∀k∈K0≤xnk≤1,∀n∈N,∀k∈K]]>

其中Σ_k∈Kx_nkl_nk表示基站n的所消耗的资源块的数目，该值小于可用资源块的总和M，用于子分布式算法收敛性分析；

在上式约束条件中只有一个联合约束为了消除这个联合约束条件，引入拉格朗日乘子μ，问题可以表达为：

F:minμF(μ)=I(μ)+Q(μ)]]>

其中：

I(μ)=maxxΣn∈NΣk∈Kxnklnk{log(Rnk)-μn}=max{lnk(log(Rnk)-μn)}n]]>

约束条件：Σn∈Nxnk=1,∀k∈Kxnk∈{0,1},∀n∈N,∀k∈K]]>

Q(μ)=maxyn≤MΣn∈Nyn{μn-log(yn)}.]]>

接下来，每个用户采用分布式算法通过求解I(μ)得到用户接入到基站的信息并反馈给目标基站；每个基站采用分布式算法通过求解Q(μ)得到拉格朗日乘子，然后向用户汇报最新的拉格朗日乘子。