專利名稱：無線/移動網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)閾值的呼叫準(zhǔn)入控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
無線/移動網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)閾值的呼叫準(zhǔn)入控制方法屬于無線/移動網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量控制算法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
移動業(yè)務(wù)需求的高速增長促進(jìn)了無線/移動網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的無線/移動網(wǎng)絡(luò)如通用分組無線業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(GPRS)、無線局域網(wǎng)(WLAN)以及廣帶無線接入網(wǎng)(BWA)等，正朝著寬帶化、智能化的方向發(fā)展，目的是為移動用戶提供具有不同服務(wù)質(zhì)量(QoS)保障的個性化、智能化的業(yè)務(wù)。然而在無線/移動網(wǎng)絡(luò)中，由于存在拓?fù)浜唾Y源動態(tài)變化、帶寬稀缺、多徑衰落和陰影衰落等多種不利因素，使得在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保證用戶的QoS將比在有線網(wǎng)絡(luò)中要復(fù)雜得多，尤其是在現(xiàn)有的組網(wǎng)技術(shù)中，為了獲得更高的容量和更好的性能，無線/移動網(wǎng)絡(luò)廣泛采用微蜂窩/微微蜂窩(micro-cell/pico-cell)的結(jié)構(gòu)，使得無線/移動子網(wǎng)的尺寸越變越小，從而導(dǎo)致更加頻繁的切換和更加快速的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變化，最終使移動用戶的QoS保障面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在這樣的情況下，采用呼叫準(zhǔn)入控制技術(shù)以提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、保障已接納呼叫的QoS，就顯得尤為重要。
作為一種重要的QoS控制技術(shù)，呼叫準(zhǔn)入控制的作用是對到來的呼叫連接請求作出是否接納的判斷，實現(xiàn)在保障已接納呼叫的QoS的情況下，盡可能多地接納新到達(dá)的呼叫、提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的目的。在無線/移動網(wǎng)絡(luò)中，存在兩種類型的呼叫新呼叫和切換呼叫。其中，新呼叫是指由當(dāng)前無線/移動子網(wǎng)的移動用戶發(fā)起的呼叫，而切換呼叫是指由別的無線/移動子網(wǎng)的移動用戶發(fā)起、并由于用戶的移動而切換到當(dāng)前無線/移動子網(wǎng)中的呼叫。無論是新呼叫還是切換呼叫在向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起連接請求時，它們是否能夠享用網(wǎng)絡(luò)資源、被網(wǎng)絡(luò)所接納，取決于網(wǎng)絡(luò)所采用的呼叫準(zhǔn)入控制技術(shù)，因此，新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率成為衡量呼叫準(zhǔn)入控制性能的兩個重要參數(shù)，其中，新呼叫阻塞率是指在某一時段內(nèi)，拒絕的新呼叫數(shù)量占該時段內(nèi)到達(dá)的新呼叫數(shù)量的比值，而切換呼叫中斷率則是指在某一時段內(nèi)，拒絕的切換呼叫數(shù)量占該時段內(nèi)到來的切換呼叫數(shù)量的比值。如何設(shè)計一種有效的呼叫準(zhǔn)入控制方法，降低新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率是當(dāng)前呼叫準(zhǔn)入控制研究中的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種能夠減少新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率的基于動態(tài)閾值的呼叫準(zhǔn)入控制方法。
本發(fā)明的特征在于，它依次含有以下步驟步驟(1.)在系統(tǒng)即無線/移動網(wǎng)絡(luò)中的基站、或接入路由器AR、或無線接入點AP中，記錄業(yè)務(wù)類別總數(shù)K，K∈N以及剩余帶寬Br，并初始化定時器，所述定時器用于將系統(tǒng)的時間分為等長的時段，時段長為20秒；步驟(2.)初始化計數(shù)器Ni，i＝1，2，…，K為0，用于記錄一個時段內(nèi)系統(tǒng)接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)，其中，新呼叫是指由當(dāng)前無線/移動子網(wǎng)的移動用戶發(fā)起的呼叫；初始化計數(shù)器Hi，i＝1，2，…，K，用于記錄一個時段內(nèi)系統(tǒng)接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的切換呼叫數(shù)，其中，切換呼叫是指由別的無線/移動子網(wǎng)的移動用戶發(fā)起、并由于用戶的移動而切換到當(dāng)前無線/移動子網(wǎng)中的呼叫；步驟(3.)為了實施呼叫準(zhǔn)入控制，系統(tǒng)在每個時段開始時為各類業(yè)務(wù)的新呼叫和切換呼叫設(shè)置呼叫準(zhǔn)入控制閾值，其中第i類業(yè)務(wù)的新呼叫準(zhǔn)入控制閾值rni和第i類業(yè)務(wù)的切換呼叫準(zhǔn)入控制閾值rhi，i＝1，2，…，K，分別是系統(tǒng)平均收益函數(shù)的參數(shù)，要在剩余帶寬的約束下，使得系統(tǒng)平均收益函數(shù)最大化，所述的系統(tǒng)平均收益函數(shù)按照以下步驟獲得步驟(3.1.)系統(tǒng)預(yù)測本時段內(nèi)第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率λni和平均切換呼叫到達(dá)率λhi，i＝1，2，…，K，所述的平均新呼叫到達(dá)率和平均切換呼叫到達(dá)率分別指每秒達(dá)到系統(tǒng)的新呼叫數(shù)和切換呼叫數(shù)的平均值，這兩個參數(shù)分別由系統(tǒng)根據(jù)呼叫到達(dá)的歷史信息經(jīng)統(tǒng)計分析得到，這里的呼叫到達(dá)的歷史信息指本時段之前的各時段的新呼叫到達(dá)率和切換呼叫到達(dá)率的平均值；步驟(3.2.)系統(tǒng)根據(jù)本時段內(nèi)的λni，i＝1，2，…，K計算在本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni的概率Pn(Nni)=(λni×20)Nnie-(λni×20)/Nni!,i=1,2,···,K]]>Nni∈N，0＜Nni＜∞；系統(tǒng)根據(jù)本時段內(nèi)的λhi，i＝1，2，…，K計算在本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的切換呼叫個數(shù)的概率Ph(Nhi)=(λhi×20)Nnie-(λhi×20)/Nhi!,i=1,2,···,K,]]>Nhi∈N，0＜Nhi＜∞；步驟(3.3.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，0≤Nni≤rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，0≤Nhi≤rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(Nni+Nhi)， i＝1，2，…，K，所述的pi是當(dāng)一個第i類業(yè)務(wù)的呼叫被接納時系統(tǒng)得到的獎賞值，且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，pi越大，0＜pi＜10，i＝1，2，…，K；步驟(3.4.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，0≤Nni≤rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，Nhi＞rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(Nni+rhi)-chi×(Nhi-rhi)-αi×(rni-Nni)，i＝1，2，…，K，其中，Chi為拒絕一個第i類業(yè)務(wù)的切換呼叫時系統(tǒng)得到的懲罰值，且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，Chi越大，0＜Chi＜10，，i＝1，2，…，K；而αi為系統(tǒng)為第i類業(yè)務(wù)的新呼叫分配過多的閾值，從而造成資源浪費時的懲罰值，第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，αi越大，0＜αi＜10，i＝1，2，…，K，；步驟(3.5.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，Nni＞rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，0≤Nhi≤rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(rni+Nhi)-cni×(Nni-rni)-βi×(rhi-Nhi)，其中，Cni為拒絕一個第i類業(yè)務(wù)的新呼叫時系統(tǒng)得到的懲罰值且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，Cni越大，0＜Cni＜10，Cni＜Chi，i＝1，2，…，K；而βi為系統(tǒng)為第i類的切換呼叫分配過多的閾值，從而造成資源浪費時的懲罰值，且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，βi越大，0＜βi＜10，βi＜αi，i＝1，2，…，K；步驟(3.6.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，Nni＞rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，Nhi＞rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(rni+rhi)-cni×(Nni-rni)-chi×(Nhi-rhi)，i＝1，2，…，K；步驟(3.7.)系統(tǒng)根據(jù)步驟(3.2.)得到的Pn(Nni)和Ph(Nhi)，i＝1，2，…，K以及步驟(3.3.)~步驟(3.6.)計算出的當(dāng)Nni和Nhi，i＝1，2，…，K處于不同范圍時的系統(tǒng)的收益，得到系統(tǒng)的平均收益函數(shù) 其中，Gi(rni，rhi)為由于第i類業(yè)務(wù)的呼叫到達(dá)給系統(tǒng)帶來的平均收益，它是閾值rni和rhi的函數(shù)，i＝1，2，…，K，其計算為Gi(rni,rhi)=rni(pi+cni)+rhi(pi+chi)-20×(λnicni+λhichi)+ΣNni=0rniΣNhi=0rhi(αi(rni-Nni)+βi(rhi-Nhi))Pn(Nni)Ph(Nhi)+]]>ΣNni=0rni(pi+αi+cni)(Nni-rni)Pn(Nni)+ΣNhi=0rhi(pi+βi+chi)(Nhi-rhi)Ph(Nhi);]]>步驟(3.8.)系統(tǒng)在剩余帶寬的約束下，計算使得平均收益函數(shù)最大化的rni和rhi，i＝1，2，…，K；步驟(4.)系統(tǒng)啟動定時器，并進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)，所述的事件包括新呼叫到達(dá)事件、切換呼叫到達(dá)事件、呼叫離開事件和定時器超時事件；步驟(5.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫到達(dá)，則系統(tǒng)判斷接納該呼叫是否會使該時段內(nèi)接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)目Ni，i＝1，2，…，K超過閾值rni，i＝1，2，…，K，如果是，則系統(tǒng)拒絕該呼叫，否則，系統(tǒng)接納該呼叫，并執(zhí)行如下操作步驟(5.1.)為該呼叫分配所需的帶寬；步驟(5.2.)計數(shù)器Ni，i＝1，2，…，K加1；步驟(5.3.)剩余帶寬Br被更新為當(dāng)前剩余帶寬減去為該呼叫分配的帶寬；步驟(5.4.)系統(tǒng)重新進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)；步驟(6.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的切換呼叫到達(dá)，則系統(tǒng)判斷接納該呼叫是否會使該時段接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的切換呼叫數(shù)目Hi，i＝1，2，…，K超過閾值rhi，i＝1，2，…，K，如果是，則系統(tǒng)拒絕該呼叫，否則，系統(tǒng)接納該呼叫，并執(zhí)行如下操作步驟(6.1.)為該呼叫分配所需的帶寬；步驟(6.2.)計數(shù)器Hi，i＝1，2，…，K加1；步驟(6.3.)剩余帶寬Br被更新為當(dāng)前剩余帶寬減去為該呼叫分配的帶寬；步驟(6.4)系統(tǒng)重新進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)；步驟(7.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果有呼叫離開，則系統(tǒng)將剩余帶寬Br更新為當(dāng)前剩余帶寬加上該呼叫釋放的帶寬，然后重新進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)；
步驟(8.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果定時器超時，則從上述的步驟(2.)重新開始執(zhí)行。
按照上述實施方式，我們在系統(tǒng)提供兩類業(yè)務(wù)的情況下，以2000個仿真時段內(nèi)的平均新呼叫阻塞率和平均切換呼叫中斷率為衡量系統(tǒng)性能的參數(shù)，對比了本方法和其他兩個呼叫準(zhǔn)入控制方法——靜態(tài)多閾值呼叫準(zhǔn)入控制方法(SMCAC)和收益優(yōu)化的呼叫準(zhǔn)入控制方法(ROCAC)的性能，所述的平均新呼叫阻塞率(或平均切換呼叫中斷率)是指2000個時段內(nèi)的新呼叫阻塞率(切換呼叫中斷率)之和除以2000，時段長即定時器長為20秒。圖2和圖3分別示出了當(dāng)系統(tǒng)在初始時刻的剩余帶寬Br＝11兆比特/秒、第一類業(yè)務(wù)的新呼叫到達(dá)率和切換呼叫到達(dá)率，以及第二類業(yè)務(wù)的切換呼叫到達(dá)率均為0.01個呼叫/秒時，使用本方法、SMCAC和ROCAC時，各類業(yè)務(wù)的平均新呼叫阻塞率和平均切換呼叫中斷率隨第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率的變化，在仿真中認(rèn)為第一類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級要高于第二類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，并設(shè)置如下獎賞值和懲罰值p1＝8，p2＝6，Cn1＝4，Cn2＝3，Ch1＝8，Ch2＝6，α1＝6，α2＝4，β1＝3，β2＝2。在每種方法中，系統(tǒng)的性能由第一類業(yè)務(wù)和第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫阻塞率和平均切換呼叫中斷率共同決定，平均新呼叫阻塞率和平均切換呼叫中斷率越低，系統(tǒng)的性能越好。
從兩圖可看出，隨著第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率的增加，SMCAC的第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫阻塞率急劇增加，雖然SMCAC的其它性能指標(biāo)較低，但最高接近23％的第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫阻塞率使系統(tǒng)的整體性能急劇下降；此外，隨著第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率的增加，ROCAC的各類業(yè)務(wù)的平均新呼叫阻塞率均出現(xiàn)了較大幅度增長，最高接近6％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各類業(yè)務(wù)的平均切換中斷率，雖然系統(tǒng)使用ROCAC的整體性能要比使用SMCAC的整體性能好，但ROCAC為了保障平均切換呼叫中斷率而過分地犧牲平均新呼叫阻塞率的做法，是系統(tǒng)和用戶所不希望的；最后，從兩圖可進(jìn)一步看出，隨著第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率的增加，本方法的平均新呼叫阻塞率和平均切換中斷率均較低，即使在第二類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率大于等于0.025時，兩類業(yè)務(wù)的平均切換呼叫中斷率開始出現(xiàn)較大上升，但其最大值仍然被限制在0.53％和0.35％之內(nèi)，而這些性能指標(biāo)值是系統(tǒng)和用戶可以接受的。
綜上所述，本方法的性能比現(xiàn)有的兩種呼叫準(zhǔn)入控制方法——SMCAC和ROCAC的性能更優(yōu)，因為它既不像SMCAC那樣，由于不能動態(tài)地調(diào)整帶寬，從而在平均呼叫到達(dá)率發(fā)生變化時，系統(tǒng)的整體性能變得很差；也不像ROCAC那樣，雖能動態(tài)地調(diào)整帶寬，但其動態(tài)調(diào)整的方式卻是為了降低平均切換呼叫到達(dá)率而過分地犧牲平均新呼叫阻塞率；本方法不僅能動態(tài)地調(diào)整帶寬，而且在平均新呼叫阻塞率和平均切換中斷率這兩個性能參數(shù)之間實現(xiàn)了平衡，達(dá)到了降低平均新呼叫阻塞率和平均切換呼叫中斷率的目的。


圖1.本發(fā)明的處理流程圖；圖2.平均新呼叫阻塞率曲線圖；
本方法的第一類業(yè)務(wù) 本方法的第二類業(yè)務(wù) ROCAC的第一類業(yè)務(wù) ROCAC的第二類業(yè)務(wù) SMCAC的第一類業(yè)務(wù) SMCAC的第二類業(yè)務(wù)圖3.平均切換呼叫中斷率曲線圖； 本方法的第一類業(yè)務(wù) 本方法的第二類業(yè)務(wù) ROCAC的第一類業(yè)務(wù) ROCAC的第二類業(yè)務(wù) SMCAC的第一類業(yè)務(wù) SMCAC的第二類業(yè)務(wù)圖4.本發(fā)明的應(yīng)用示例圖。
具體實施例方式
無線/移動網(wǎng)絡(luò)的最大特點是用戶的移動性，用戶的移動性帶給網(wǎng)絡(luò)的直接后果是拓?fù)浜唾Y源的動態(tài)變化，在具有動態(tài)特性的無線/移動網(wǎng)絡(luò)中，降低新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率具有重要的意義對網(wǎng)絡(luò)來說，可以提高資源利用率；對用戶來說，可以提升業(yè)務(wù)的QoS。根據(jù)動態(tài)變化的用戶移動特性，設(shè)計一種能夠降低新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率的呼叫準(zhǔn)入控制方法，是本發(fā)明的主要貢獻(xiàn)。
該方法的基本思想是將系統(tǒng)時間劃分為等長的時段(時段長為20秒)，系統(tǒng)在每個時段初為各類業(yè)務(wù)設(shè)置新呼叫準(zhǔn)入控制閾值和切換呼叫準(zhǔn)入控制閾值，它們分別表示系統(tǒng)在一個時段內(nèi)最多可接納的各類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)或切換呼叫數(shù)。系統(tǒng)統(tǒng)計每個時段內(nèi)已接納的各類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)和切換呼叫數(shù)，當(dāng)某類業(yè)務(wù)的新呼叫(或切換呼叫)向系統(tǒng)發(fā)出連接請求時，系統(tǒng)查看接納該呼叫是否會導(dǎo)致該時段內(nèi)已接納的該類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)(或切換呼叫數(shù))超過該類業(yè)務(wù)的新呼叫準(zhǔn)入控制閾值(或切換呼叫準(zhǔn)入控制閾值)，如果是，則拒絕該呼叫，否則接納該呼叫，并為該呼叫分配所需的帶寬。為了進(jìn)行合理的帶寬分配，系統(tǒng)根據(jù)剩余帶寬以及各類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率、平均切換呼叫到達(dá)率來計算最佳的呼叫準(zhǔn)入控制閾值，從而實現(xiàn)減少新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率的目的。為此，系統(tǒng)在接納一個呼叫或當(dāng)一個呼叫離開時，會更新系統(tǒng)的剩余帶寬，同時還會對呼叫到達(dá)的歷史信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，從而預(yù)測各類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率和平均切換呼叫到達(dá)率。
本發(fā)明的總體流程圖見圖1.
本發(fā)明的應(yīng)用示例圖見圖4。本發(fā)明所述的基于動態(tài)閾值的呼叫準(zhǔn)入控制方法可應(yīng)用于圖中所示的接入點(AP)、接入路由器(AR)和基站中。
本發(fā)明將系統(tǒng)時間分為等長的時段，通過在各時段初設(shè)置合理的呼叫準(zhǔn)入控制閾值，對到達(dá)系統(tǒng)的各類業(yè)務(wù)的新呼叫或切換呼叫進(jìn)行是否接納的判斷，實現(xiàn)了在保障已有呼叫的QoS的同時，減少新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率的目的，最終提高了系統(tǒng)的性能。
權(quán)利要求
1.無線/移動網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)閾值的呼叫準(zhǔn)入控制方法，其特征在于，該方法依次含有以下步驟步驟(1.)在系統(tǒng)即無線/移動網(wǎng)絡(luò)中的基站、或接入路由器AR、或無線接入點AP中，記錄業(yè)務(wù)類別總數(shù)K，K∈N以及剩余帶寬Br，并初始化定時器，所述定時器用于將系統(tǒng)的時間分為等長的時段，時段長為20秒；步驟(2.)初始化計數(shù)器Ni，i＝1，2，…，K為0，用于記錄一個時段內(nèi)系統(tǒng)接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)，其中，新呼叫是指由當(dāng)前無線/移動子網(wǎng)的移動用戶發(fā)起的呼叫；初始化計數(shù)器Hi，i＝1，2，…，K，用于記錄一個時段內(nèi)系統(tǒng)接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的切換呼叫數(shù)，其中，切換呼叫是指由別的無線/移動子網(wǎng)的移動用戶發(fā)起、并由于用戶的移動而切換到當(dāng)前無線/移動子網(wǎng)中的呼叫；步驟(3.)為了實施呼叫準(zhǔn)入控制，系統(tǒng)在每個時段開始時為各類業(yè)務(wù)的新呼叫和切換呼叫設(shè)置呼叫準(zhǔn)入控制閾值，其中第i類業(yè)務(wù)的新呼叫準(zhǔn)入控制閾值rni和第i類業(yè)務(wù)的切換呼叫準(zhǔn)入控制閾值rhi，i＝1，2，…，K，分別是系統(tǒng)平均收益函數(shù)的參數(shù)，要在剩余帶寬的約束下，使得系統(tǒng)平均收益函數(shù)最大化，所述的系統(tǒng)平均收益函數(shù)按照以下步驟獲得步驟(3.1.)系統(tǒng)預(yù)測本時段內(nèi)第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的平均新呼叫到達(dá)率λni和平均切換呼叫到達(dá)率λhi，i＝1，2，…，K，所述的平均新呼叫到達(dá)率和平均切換呼叫到達(dá)率分別指每秒達(dá)到系統(tǒng)的新呼叫數(shù)和切換呼叫數(shù)的平均值，這兩個參數(shù)分別由系統(tǒng)根據(jù)呼叫到達(dá)的歷史信息經(jīng)統(tǒng)計分析得到，這里的呼叫到達(dá)的歷史信息指本時段之前的各時段的新呼叫到達(dá)率和切換呼叫到達(dá)率的平均值；步驟(3.2.)系統(tǒng)根據(jù)本時段內(nèi)的λni，i＝1，2，…，K計算在本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni的概率Pn(Nni)=(λni×20)Nnie-(λni×20)/Nni!]]>，i＝1，2，…，KNni∈N，0＜Nni＜∞；系統(tǒng)根據(jù)本時段內(nèi)的λhi，i＝1，2，…，K計算在本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的切換呼叫個數(shù)的概率Ph(Nhi)=(λhi×20)Nnie-(λhi×20)/Nhi!]]>，i＝1，2，…，K，Nhi∈N，0＜Nhi＜∞；步驟(3.3.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，0≤Nni≤rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，0≤Nhi≤rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(Nni+Nhi)，i＝1，2，…，K，所述的pi是當(dāng)一個第i類業(yè)務(wù)的呼叫被接納時系統(tǒng)得到的獎賞值，且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，pi越大，0＜pi＜10，i＝1，2，…，K；步驟(3.4.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，0≤Nni≤rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，Nhi＞rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(Nni+rhi)-chi×(Nhi-rhi)-αi×(rni-Nni)，i＝1，2，…，K，其中，chi為拒絕一個第i類業(yè)務(wù)的切換呼叫時系統(tǒng)得到的懲罰值，且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，chi越大，0＜chi＜10，，i＝1，2，…，K；而αi為系統(tǒng)為第i類業(yè)務(wù)的新呼叫分配過多的閾值，從而造成資源浪費時的懲罰值，第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，αi越大，0＜αi＜10，i＝1，2，…，K，；步驟(3.5.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，Nni＞rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，0≤Nhi≤rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(rni+Nhi)-cni×(Nni-rni)-βi×(rhi-Nhi)，其中，cni為拒絕一個第i類業(yè)務(wù)的新呼叫時系統(tǒng)得到的懲罰值且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，cni越大，0＜cni＜10，cni＜chi，i＝1，2，…，K；而βi為系統(tǒng)為第i類的切換呼叫分配過多的閾值，從而造成資源浪費時的懲罰值，且第i類業(yè)務(wù)的優(yōu)先級越高，βi越大，0＜βi＜10，βi＜αi，i＝1，2，…，K；步驟(3.6.)當(dāng)本時段內(nèi)到達(dá)系統(tǒng)的第i類業(yè)務(wù)的新呼叫個數(shù)Nni，Nni＞rni，i＝1，2，…，K且切換呼叫個數(shù)Nhi，Nhi＞rhi，i＝1，2，…，K時，系統(tǒng)的收益計算為pi×(rni+rhi)-cni×(Nni-rni)-chi×(Nhi-rhi)，i＝1，2，…，K；步驟(3.7.)系統(tǒng)根據(jù)步驟(3.2.)得到的Pn(Nni)和Ph(Nhi)，i＝1，2，…，K以及步驟(3.3.)～步驟(3.6.)計算出的當(dāng)Nni和Nhi，i＝1，2，…，K處于不同范圍時的系統(tǒng)的收益，得到系統(tǒng)的平均收益函數(shù) 其中，Gi(rni，rhi)為由于第i類業(yè)務(wù)的呼叫到達(dá)給系統(tǒng)帶來的平均收益，它是閾值rni和rhi的函數(shù)，i＝1，2，…，K，其計算為Gi(rni,rhi)=rni(pi+cni)+rhi(pi+chi)-20×(λnicni+λhichi)+ΣNni=0rniΣNhi=0rhi(αi(rni-Nni)+βi(rhi-Nhi))Pn(Nni)Ph(Nhi)+]]>ΣNni=0rni(pi+αi+cni)(Nni-rni)Pn(Nni)+ΣNhi=0rhi(pi+βi+chi)(Nhi-rhi)Ph(Nhi);]]>步驟(3.8.)系統(tǒng)在剩余帶寬的約束下，計算使得平均收益函數(shù)最大化的rni和rhi，i＝1，2，…，K；步驟(4.)系統(tǒng)啟動定時器，并進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)，所述的事件包括新呼叫到達(dá)事件、切換呼叫到達(dá)事件、呼叫離開事件和定時器超時事件；步驟(5.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫到達(dá)，則系統(tǒng)判斷接納該呼叫是否會使該時段內(nèi)接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)目Ni，i＝1，2，…，K超過閾值rni，i＝1，2，…，K，如果是，則系統(tǒng)拒絕該呼叫，否則，系統(tǒng)接納該呼叫，并執(zhí)行如下操作步驟(5.1.)為該呼叫分配所需的帶寬；步驟(5.2.)計數(shù)器Ni，i＝1，2，…，K加1；步驟(5.3.)剩余帶寬Br被更新為當(dāng)前剩余帶寬減去為該呼叫分配的帶寬；步驟(5.4.)系統(tǒng)重新進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)；步驟(6.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的切換呼叫到達(dá)，則系統(tǒng)判斷接納該呼叫是否會使該時段接納的第i，i＝1，2，…，K類業(yè)務(wù)的切換呼叫數(shù)目Hi，i＝1，2，…，K超過閾值rhi，i＝1，2，…，K，如果是，則系統(tǒng)拒絕該呼叫，否則，系統(tǒng)接納該呼叫，并執(zhí)行如下操作步驟(6.1.)為該呼叫分配所需的帶寬；步驟(6.2.)計數(shù)器Hi，i＝1，2，…，K加1；步驟(6.3.)剩余帶寬Br被更新為當(dāng)前剩余帶寬減去為該呼叫分配的帶寬；步驟(6.4)系統(tǒng)重新進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)；步驟(7.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果有呼叫離開，則系統(tǒng)將剩余帶寬Br更新為當(dāng)前剩余帶寬加上該呼叫釋放的帶寬，然后重新進(jìn)入等待事件到達(dá)狀態(tài)；步驟(8.)在系統(tǒng)處于等待事件到達(dá)狀態(tài)時，如果定時器超時，則從上述的步驟(2.)重新開始執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明屬于服務(wù)質(zhì)量控制算法領(lǐng)域，其特征在于依次含有以下步驟將系統(tǒng)時間分為等長的時段，在每個時段初設(shè)置各類業(yè)務(wù)的新呼叫準(zhǔn)入控制閾值和切換呼叫準(zhǔn)入控制閾值。當(dāng)某類業(yè)務(wù)的新呼叫或切換呼叫在某個時段內(nèi)發(fā)起連接請求時，若接納該呼叫會使該時段系統(tǒng)已接納的該類業(yè)務(wù)的新呼叫數(shù)或切換呼叫數(shù)，超過該類業(yè)務(wù)的新呼叫準(zhǔn)入控制閾值或切換呼叫準(zhǔn)入控制閾值，則系統(tǒng)拒絕該呼叫，否則接納該呼叫，并為其分配所需的帶寬。為設(shè)置合理的呼叫準(zhǔn)入控制閾值，使用了“獎懲策略”，即在系統(tǒng)接納呼叫時給予獎賞，在系統(tǒng)拒絕呼叫或者由于閾值設(shè)置不當(dāng)而造成資源浪費時給予懲罰。本發(fā)明實現(xiàn)了減小新呼叫阻塞率和切換呼叫中斷率的目的、提高系統(tǒng)性能的目的。
文檔編號H04W48/06GK101052232SQ20071009940
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者崔勇, 王勝靈 申請人:清華大學(xué)