[发明专利]一种考虑用户QoS的网络负载均衡垂直切换方法

权利要求书

1.一种考虑用户QoS的网络负载均衡垂直切换方法，其特征在于，假设异构网中存在LTE和微功率无线两种网络，其中，LTE网络设有M个基站BS，微功率无线网络设有N个接入点AP；在所述异构网络中共存在K个移动用户MU；切换方法具体包括以下几个步骤：

(1)将所有用户根据是否需要切换网络分为两组，当用户因为移动或者网络状态变化，当前网络不能满足用户需求时，将该类用户归为切换组U_handoff；当用户在原网络中连接状态良好，则其不需要执行切换，将该类用户归为保持组U_hold；

(2)对切换组U_handoff的用户，通过分配矩阵，计算需要切换的用户对基站和接入点的负载；再根据最优负载均衡算法，在满足用户需求的待选网络中，选择使得各网络的负载利用率均衡的网络，用于提高资源利用率；

(3)根据用户需求，采用层次分析法对各网络进行加权，以满足用户QoS需求；

假设第j个用户，与第i个基站或接入点连接所需的传输速率为r_ij(i＝1,2,...,M+N；j＝1,2,...,K)，则对于处于良好连接状态的用户u_j∈U_hold，在第i个基站或接入点的负载分别为

和

为了计算需要切换的用户的负载，定义一个元素为0或1分配矩阵其中x_ij为第j个用户在第i个网络上的分配情况，若第j个用户与第i个网络相连，则x_ij＝1，否则x_ij＝0，即

其中，式(4)中F(u_j)表示网络的性能评估函数，若该函数值大于临界值F_th，则说明该网络满足用户需求，可以与用户相连；否则不相连；式(5)表示每一个用户只能与一个待选网络相连接。

2.根据权利要求1所述的考虑用户QoS的网络负载均衡垂直切换方法，其特征在于，步骤(1)中，所述基站BS的集合为BS＝{b₁,b₂,...,b_M}，其中，b₁,b₂,...,b_M表示第1至第M个基站，所述接入点AP的集合为AP＝{a₁,a₂,...,a_N}，其中，a₁,a₂,...,a_N为第1至第N个接入点，所述移动用户MU的集合为U＝{u₁,u₂,...,u_K}，其中，u₁,u₂,...,u_K为第1至第K个用户；

U＝U_hold+U_handoff (1)

其中，所述保持组中与基站和接入点相连的用户分别为和

3.根据权利要求1所述的考虑用户QoS的网络负载均衡垂直切换方法，其特征在于，步骤(2)中，通过分配矩阵X，计算在设定分配情况下X∈X，需要切换的用户对基站和接入点的负载

其中，X表示设定次切换过程中的分配矩阵；X表示所有可能的分配矩阵集合；

那么，对于带宽为B_i(i＝1,2,...,M+N)的网络，其网络负载率表示为

其中，p_i为或之一。