[发明专利]一种面向边缘计算环境的无线网络负载均衡方法

权利要求书

1.一种面向边缘计算环境的无线网络负载均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1），定义门限向量，表示STA对指标的门限要求；其中，分别表示带宽、时延、抖动、丢包率四种门限值；表示关联AP的所有STA的门限向量构成的门限矩阵，中元素O_ij表示与AP相关联的第i个STA的值；

定义服务向量，表示与AP相关联的STA当前指标j的值；表示关联该AP的所有STA的服务向量构成的服务矩阵，中元素F_ij表示与AP相关联的第i个STA的值；

时延，表示排队时延；

令封包’出队列时刻为，封包’+1出队列时刻为，封包’+2出队列时刻为，则抖动；

丢包率；其中，TMAX为最大重传数，；表示重传的封包数，表示失败的封包数，表示成功发送的封包数；

定义效益向量；

STA接入AP后，首先向AP发送自身业务信息，即门限向量o，AP接收后构建门限矩阵O；

步骤（2），AP定时器重置开始计时，AP收集相关联STA的服务信息，计算每个STA当前使用的带宽、时延、抖动、丢包率，得到服务矩阵F；

步骤（3），根据的服务矩阵F以及门限矩阵O，计算约束矩阵U，U=F-O；之后，计算带权约束矩阵Y，Y=U×b；根据带权约束矩阵Y判定AP负载情况；如果矩阵Y中所有元素均为正值，则所有STA的各项网络门限均满足，处于正常运行状态，等到下一周期，回到步骤（2）；如果矩阵Y中有元素为负值，即Y中有元素，则STA i的指标没有得到满足，此时判断AP超载状态；

步骤（4），选择没有得到满足的STA切换到其他AP中，等到下一周期，回到步骤（2）。

2.根据权利要求1所述的面向边缘计算环境的无线网络负载均衡方法，其特征在于，步骤（4）中，选择没有得到满足的STA切换到其他AP的具体方法为：

步骤a，统计该STA周边RSSI值高于设定阈值的AP，并将其BSSID发送给当前连接的AP；假设该STA周边RSSI值高于设定阈值的AP数量为u，AP_k表示其中第k个AP；第k个AP负载状态向量，中元素表示AP_k的指标j的状况；

其中，中元素；表示该AP最大带宽容量；

中元素；

中元素；

中元素；

之后通过AP之间广播自身负载状态向量得到负载状态矩阵S；

；

步骤b，当前连接的AP结合负载状态矩阵S，利用TOPSIS多属性判决算法选择最优AP推送给STA；

步骤c，STA断开与当前AP连接，关联推送的最优AP。

3.根据权利要求2所述的面向边缘计算环境的无线网络负载均衡方法，其特征在于，步骤b的具体方法为：

S1，负载状态矩阵S标准化：对负载状态矩阵S中每个元素进行变换，得到标准化矩阵，标准化矩阵中元素_kj计算方法如下：

；

S2，根据该STA业务偏好，对指标进行两两比较，重要程度使用1-9进行量化，得到判决矩阵Z；

；

之后，对于判决矩阵Z进行归一化处理，得到矩阵q；q中元素计算方法如下：

；为Z的元素；

接着对矩阵q按行求和得一向量G，G中元素；

再进行归一化处理，得到权重向量，中元素；

S3，将标准化矩阵每行元素与权重向量对应相乘，计算得标准化带权判决矩阵E；E中元素计算方法如下：

；

S4，确定最差解V⁺和理想解V^-：

；

S5，距离计算：计算每个候选方案到理想方案以及最差方案的欧式距离，其中，候选方案指矩阵E每行对应的AP，理想方案为理想解对应的AP，最差方案为最差解对应的AP；R⁺表示候选方案到理想方案的距离，R^-表示候选方案到最差方案的距离；

；

S6，计算最优方案：

选择最大的AP为最优AP。