一种基于势博弈的移动回程网络部署方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于势博弈的移动回程网络部署方法和装置，包括获取网络设备的可靠性参数，计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数；按照小基站的上、下行容量，计算所述小基站的上、下行发射功率，确定所述小基站回程接入选择的策略空间；将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者，当所述参与者的效用值之和相较于上一轮所述参与者的博弈顺序效用值之和收敛时，获得所述小基站的回程网络部署。因此，所述基于势博弈的移动回程网络部署方法和装置，能够考虑可靠性的同时，也考虑了基站运行的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信网络
，特别是指一种基于势博弈的移动回程网络部署方法和装置。
技术介绍
随着移动通信的飞速发展，移动终端数量的剧增，数据流量呈指数级飞速增长。根据思科预计，未来五年之内，移动设备的网络流量将增长18倍。面对这样的流量增长趋势，移动回程网络的部署迎来多方面的挑战。一方面，需要提高用户的接入传输速率等指标满足用户的体验和需求。另一方面，需要保证移动回程网络的可靠性满足运营商服务质量。移动蜂窝异构网络可以有效增强网络的热点覆盖和网络容量。随着小基站部署密度越来越大，宏蜂窝半径越来越小，小基站的回程接入选择变得越来越多。在某些情况下，考虑基础设施的建设成本，无线回程接入(微波，毫米波)取代光纤回程接入成为更理想的接入方式。采用无线回程接入使得接入方式变得灵活简单，但是基站的能耗也相应增大。因此，在小基站部署密度增大的同时，如何保证在一定的能耗成本下，提升网络的可靠性是运营商在网络部署过程中的关键问题。当前关于回程网络可靠性的学术研究主要包括网络的拓扑，网络的整体可用性方面，有学者通过增加回程网络备份节点或链路，来设计新型的拓扑结构，但是没有考虑网络元件的失效概率，缺乏合理的可靠性度量指标。还有学者提出通过引入与链路状态相关的马尔科夫模型来建立关于回程网络整体可用性的问题，但是模型没有考虑基站的能耗以及节点失效情况。如何通过合理的可靠性度量指标并且结合基站能耗来部署回程网络还没有足够的研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于势博弈的移动回程网络部署方法和装置，能够考虑可靠性的同时，也考虑了基站运行的能耗。基于上述目的本专利技术提供基于势博弈的移动回程网络部署方法，包括步骤：获取网络设备的可靠性参数，计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数；按照小基站的上、下行容量，计算所述小基站的上、下行发射功率，确定所述小基站回程接入选择的策略空间；将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者，当所述参与者的效用值之和相较于上一轮所述参与者的博弈顺序效用值之和收敛时，获得所述小基站的回程网络部署。在本专利技术的一些实施例中，所述计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数，还包括：根据Weibull可靠性模型计算出从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数Rmacro(t)，并选取适当的时间间隔Δt，将可靠性函数离散化Rmacro(n)＝Rmacro(Δt/2+nΔt)(n＝0,1,2…)。在本专利技术的一些实施例中，所述确定所述小基站回程接入选择的策略空间，还包括：判断计算得到的所述小基站的上、下发射功率是否超过发射功率上限若超过则放弃该回程选择，若没有超过则保留该回程选择。在本专利技术的一些实施例中，所述将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者之后，还包括：计算小基站的平均数据传输量，以及回程链路对应的小基站能耗，然后建立小基站的效用函数；初始化博弈参与者的效用函数，然后求得初始化后的博弈参与者的效用函数之和。在本专利技术的一些实施例中，所述求得初始化后的博弈参与者的效用函数之和之后，包括：计算每一小基站按序求解条件下的最优回程选择并求出效用函数值；相加本轮所求效用函数值；将效用函数值之和与上一轮博弈的效用函数值之和相比较，判断是否收敛。另外，本专利技术还提供了一种基于势博弈的移动回程网络部署装置，包括：可靠性函数计算单元，用于获取网络设备的可靠性参数，计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数；回程选择策略空间确定单元，用于按照小基站的上、下行容量，计算所述小基站的上、下行发射功率，确定所述小基站回程接入选择的策略空间；博弈单元，用于将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者，当所述参与者的效用值之和相较于上一轮所述参与者的博弈顺序效用值之和收敛时，获得所述小基站的回程网络部署。在本专利技术的一些实施例中，所述可靠性函数计算单元根据Weibull可靠性模型计算出从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数Rmacro(t)，并选取适当的时间间隔Δt，将可靠性函数离散化Rmacro(n)＝Rmacro(Δt/2+nΔt)(n＝0,1,2…)。在本专利技术的一些实施例中，所述回程选择策略空间确定单元判断计算得到的所述小基站的上、下发射功率是否超过发射功率上限若超过则放弃该回程选择，若没有超过则保留该回程选择。在本专利技术的一些实施例中，所述博弈单元将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者之后，计算小基站的平均数据传输量，以及回程链路对应的小基站能耗，然后建立小基站的效用函数；初始化博弈参与者的效用函数，然后求得初始化后的博弈参与者的效用函数之和。在本专利技术的一些实施例中，所述博弈单元求得初始化后的博弈参与者的效用函数之和之后，计算每一小基站按序求解条件下的最优回程选择并求出效用函数值；相加本轮所求效用函数值；将效用函数值之和与上一轮博弈的效用函数值之和相比较，判断是否收敛。从上面所述可以看出，本专利技术提供的基于势博弈的移动回程网络部署方法和装置，能够综合考虑网络的平均吞吐量和基站能耗，合理提升回程网络部署的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例中基于势博弈的移动回程网络部署方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例应用的场景图；图3为本专利技术一个可参考实施例中基于势博弈的移动回程网络部署方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例中基于势博弈的移动回程网络部署装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。作为本专利技术的实施例，参阅图1所示，为本专利技术实施例中基于势博弈的移动回程网络部署方法的流程示意图。其中，所述基于势博弈的移动回程网络部署方法包括：步骤101，获取网络设备的可靠性参数，计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数。在本专利技术的一个实施例中，，使用Weibull分布模型：来描述节点或链路的可靠性随时间的变化情况，其中λ是模型尺度参数，与平均失效时间有关，α是模型的形状参数。从而，得出节点或链路的可靠性为：如图2所示，为本专利技术实施例应用的场景图，宏基站通过光纤与核心网相连，小基站通过微波或者毫米波连接到宏基站并回传给核心网。进一步地，从宏基站至核心网路径可靠性的计算基于Rmacro(t)＝∏k∈NRk(t)∏m∈LRm(t)，其中Rk(t)，Rm(t)分别是路径中节点和链路的可靠性，N，L分别是路径中所通过节点或链路的集合。将它们相乘得到路径的可靠性，为便于后面应用可靠性进行计算，即取其离散化值。更进一步地，进行离散化时，可以选取适当的时间间隔Δt，将可靠性函数离散化Rmacro(n)＝Rmacro(Δt/2+nΔt)(n＝0,1,2…)。步骤102，按照小基站的上、下行容量，计算所述小基站的上、下行发射功率。作为实施例，已知各小基站上行容量CUL，通过CUL＝Blog2(1+SNRmin)，PTX[dBm]+G[dB]-N[dBm]≥10logSNRmin得到第i个小基站至所在宏蜂窝基站及周边宏蜂窝基站的发射功率为限制条件为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于势博弈的移动回程网络部署方法，其特征在于，包括步骤：获取网络设备的可靠性参数，计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数；按照小基站的上、下行容量，计算所述小基站的上、下行发射功率，确定所述小基站回程接入选择的策略空间；将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者，当所述参与者的效用值之和相较于上一轮所述参与者的博弈顺序效用值之和收敛时，获得所述小基站的回程网络部署。

【技术特征摘要】
1.一种基于势博弈的移动回程网络部署方法，其特征在于，包括步骤：获取网络设备的可靠性参数，计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数；按照小基站的上、下行容量，计算所述小基站的上、下行发射功率，确定所述小基站回程接入选择的策略空间；将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者，当所述参与者的效用值之和相较于上一轮所述参与者的博弈顺序效用值之和收敛时，获得所述小基站的回程网络部署。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数，还包括：根据Weibull可靠性模型计算出从宏基站至核心网所通过路径的可靠性函数Rmacro(t)，并选取适当的时间间隔Δt，将可靠性函数离散化Rmacro(n)＝Rmacro(Δt/2+nΔt)(n＝0,1,2…)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述小基站回程接入选择的策略空间，还包括：判断计算得到的所述小基站的上、下发射功率是否超过发射功率上限若超过则放弃该回程选择，若没有超过则保留该回程选择。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述将有多种回程选择的所述小基站视为博弈的参与者之后，还包括：计算小基站的平均数据传输量，以及回程链路对应的小基站能耗，然后建立小基站的效用函数；初始化博弈参与者的效用函数，然后求得初始化后的博弈参与者的效用函数之和。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述求得初始化后的博弈参与者的效用函数之和之后，包括：计算每一小基站按序求解条件下的最优回程选择并求出效用函数值；相加本轮所求效用函数值；将效用函数值之和与上一轮博弈的效用函数值之和相比较，判断是否收敛。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张然，马璐，路兆铭，温向明，王鲁晗，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11