基于预分配的多信道用户均衡接入方法技术

本发明专利技术公开了一种基于预分配的多信道用户均衡接入方法，本发明专利技术的思路为，中心节点在信道上根据每个用户节点的所需信道数以及可工作信道集对信道进行预分配，在满足调整条件时选择待均衡信道和目标信道对用户节点进行信道转移，选择接入用户节点总数最多的信道，对该信道上预先接入且满足信道转移条件的用户节点进行转移，逐步调整用户节点总数过多的信道，不断优化预分配结果，最终实现各信道上的最终接入。本发明专利技术具有用户接入成功率高、各信道用户接入更均衡及信道整体利用率高优点。信道用户接入更均衡及信道整体利用率高优点。信道用户接入更均衡及信道整体利用率高优点。

【技术实现步骤摘要】
基于预分配的多信道用户均衡接入方法


[0001]本专利技术属于通信
，更进一步涉及星型有线接入网
中的一种基于预分配的多信道用户均衡接入方法。本专利技术可用于采用多信道绑定技术的接入网络，为待入网的用户高效地分配可接入的信道。

技术介绍

[0002]在基于共享媒质的有线接入网中，常常采用由一个中心节点和若干用户节点组成的星型拓扑结构。在这种网络结构中很多情况下采用多信道绑定的技术进行通信，因此用户节点在和中心节点在进行通信之前，中心节点需要根据用户节点需要接入的信道数目以及可用的信道与用户进行信道协商，从而为用户节点分配接入的信道。
[0003]在已存在的采用多信道绑定技术的接入网络中，中心节点在进行信道协商的时候通常采用信道轮询分配的方法来为每个用户节点分配接入的信道。在这种方法中，中心节点需要为待接入的用户节点依次轮询所有信道，直至满足待接入用户节点所需的信道数目，且每次轮询都需要判断是否满足可接入条件，该条件为用户节点是否可以在该信道上工作以及当前信道容量是否已经到达上限。这种方法的不足之处有两点：其一，当用户数和信道数较多的时候，由于该分配方案采用轮询的方式，因此只能保证接入顺序在前的用户节点有更高的概率满足接入条件，而顺序在后的用户节点因为没有可用信道而无法接入网络进行通信，从而会降低了整个系统的用户接入成功率。其二，采用这种方式即使完成了对所有用户的信道分配，但是该方法并未考虑各信道上用户接入的均衡性，在实际传输的过程中也会出现某些信道上由于接入用户过多而造成大量拥堵从而导致传输时延过大，而某些信道上由于用户接入数目很少从而导致信道利用率很低的情况。
[0004]东南大学在其申请的专利文献“一种基站的用户接入方法”(申请号CN10310082326.9申请公布号CN103200649A)中提出了一种基站的用户接入方法。该方法中用户接入的步骤为：(1)参数初始化，所述参数包括活跃基站的集合、活跃基站的位置、所述用户的最小速率请求、及用户到各活跃基站的距离；(2)计算所述活跃基站的本小区负载，并计算所述用户到各活跃基站的负载；(3)选择一活跃基站，根据该用户到该活跃基站的负载与其本小区负载，判断所述用户能否接入该活跃基站；(4)若能接入，则将所述用户接入所选活跃基站；反之，则另选一活跃基站进行判断，直至用户接入一活跃基站；(5)将该用户从所述休眠基站的用户集合中删除。该方法可类比到信道上的用户接入，实现步骤简单，但是，该方法仍然存在两点不足之处：其一，该方法在选择活跃基站的时候具有一定的随机性，因此并不能保证用户接入当前基站是最优的，所以并不能保证所有用户的接入成功率。其二，该方法在用户满足接入条件的时候就直接选择接入当前活跃基站，并未继续判断其他基站的接入情况，因此会出现各个基站接入的用户数不均衡，导致网络资源利用率较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于预分配的多信道用户
均衡接入方法，用于解决现有的用户接入方法用户接入信道成功率低、各信道用户接入不均衡及信道整体利用率低的问题。
[0006]实现本专利技术目的的思路是，本专利技术的中心节点在信道上对每个用户节点进行最终接入之前，考虑了用户节点的所需信道需求以及可工作信道集，并据此进行信道预分配，同时在进行信道选择的时候考虑了信道的容量，从整体角度满足各用户节点的信道接入需求，以解决现有的用户接入方法用户接入信道成功率低的问题。本专利技术为每个用户节点分配最终接入信道时，不断优化预分配结果，在满足调整条件时选择待均衡信道和目标信道对用户节点进行信道转移，选择接入用户节点总数最多的信道，对该信道上预先接入且满足信道转移条件的用户节点进行信道转移，逐步调整用户节点总数过多的信道，由此解决各信道用户接入不均衡及信道整体利用率低的问题。
[0007]本专利技术的技术方案包括如下步骤：
[0008]步骤1，中心节点判断每个待分配的用户节点所需信道数是否等于可工作信道数，若是，则将该用户节点作为最终分配用户节点后执行步骤2，否则，将该用户节点作为预分配用户节点后执行步骤3；
[0009]步骤2，中心节点对最终分配用户节点进行最终分配：
[0010]中心节点在最终分配用户节点的可工作信道上对最终分配用户节点进行最终接入；
[0011]步骤3，中心节点对预分配用户节点进行预分配：
[0012]中心节点在预分配用户节点的可工作信道上对预分配用户节点进行预先接入；
[0013]步骤4，中心节点判断每个信道上最终接入的用户节点总数是否大于其信道最大用户容量，若是，则中心节点通知所有未完成分配的用户节点退出本次分配，否则，执行步骤5；
[0014]步骤5，中心节点判断信道上是否还有预先接入的用户节点，若是，则执行步骤6，否则，执行步骤11；
[0015]步骤6，选择一个待均衡信道：
[0016](6a)将满足条件的所有信道组成备选待均衡信道集，其中，max表示取最大值操作，{
·
}表示一个可选元素集，a
i
表示所有可接入信道中的第i个信道上预先接入的用户节点总数，b
i
表示所有可接入信道中的第i个信道上最终接入的用户节点总数，U
max_i
表示所有可接入信道中的第i个信道的最大用户容量；
[0017](6b)判断备选待均衡信道集中是否只有一个备选待均衡信道，若是，则将该信道作为待均衡信道后执行步骤7，否则，将备选待均衡信道集中预先接入用户节点数最多的信道作为待均衡信道后执行步骤7；
[0018]步骤7，选择一个待转移用户节点：
[0019](7a)将待均衡信道上的预分配用户节点中满足min{d
j
‑
n
j
}条件的所有用户节点组成备选待转移用户节点集，其中，min表示取最小值操作，d
j
表示待均衡信道上的第j个预分配用户节点的可工作信道数，n
j
表示待均衡信道上的第j个预分配用户节点的所需信道数；
[0020](7b)判断备选待转移用户节点集中是否只有一个备选待转移用户节点，若是，则将该用户节点作为待转移用户节点后执行步骤8，否则，按照可选策略从备选待转移用户节
点集中选择一个用户节点作为待转移用户节点后执行步骤8；
[0021]步骤8，选择一个目标信道：
[0022](8a)将待转移用户节点的可工作信道，但不包括步骤6所选的待均衡信道中满足条件的信道组成备选目标信道集，其中，a
k
表示待转移用户节点的第k个可工作信道上预先接入的用户节点总数，b
k
表示待转移用户节点的第k个可工作信道上最终接入的用户节点总数，U
max_k
表示待转移用户节点的第k个可工作信道的最大用户容量；
[0023](8b)从备选目标信道集中随机选择一个信道作为目标信道；
[0024]步骤9，对待转移用户节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预分配的多信道用户均衡接入方法，其特征在于，在采用了多信道绑定技术的星型网络中，中心节点根据用户节点的所需信道数与可工作信道集对信道进行预分配，对预分配信道上的用户进行信道分配转移；该方法的具体步骤包括如下：步骤1，中心节点判断每个待分配的用户节点所需信道数是否等于可工作信道数，若是，则将该用户节点作为最终分配用户节点后执行步骤2，否则，将该用户节点作为预分配用户节点后执行步骤3；步骤2，中心节点对最终分配用户节点进行最终分配：中心节点在最终分配用户节点的可工作信道上对最终分配用户节点进行最终接入；步骤3，中心节点对预分配用户节点进行预分配：中心节点在预分配用户节点的可工作信道上对预分配用户节点进行预先接入；步骤4，中心节点判断每个信道上最终接入的用户节点总数是否大于其信道最大用户容量，若是，则中心节点通知所有未完成分配的用户节点退出本次分配，否则，执行步骤5；步骤5，中心节点判断信道上是否还有预先接入的用户节点，若是，则执行步骤6，否则，执行步骤11；步骤6，选择一个待均衡信道：(6a)将满足条件的所有信道组成备选待均衡信道集，其中，max表示取最大值操作，{
·
}表示一个可选元素集，a
i
表示所有可接入信道中的第i个信道上预先接入的用户节点总数，b
i
表示所有可接入信道中的第i个信道上最终接入的用户节点总数，U
max_i
表示所有可接入信道中的第i个信道的最大用户容量；(6b)判断备选待均衡信道集中是否只有一个备选待均衡信道，若是，则将该信道作为待均衡信道后执行步骤7，否则，将备选待均衡信道集中预先接入用户节点数最多的信道作为待均衡信道后执行步骤7；步骤7，选择一个待转移用户节点：(7a)将待均衡信道上的预分配用户节点中满足min{d
j
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰，向延博，张奭，方贻平，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：