异构融合网络带宽资源优化分配方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210491366.4	申请日：	2012.11.27
公开号：	CN102946641A	公开日：	2013.02.27
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H04W 72/04申请日:20121127\|\|\|公开
IPC分类号：	H04W72/04(2009.01)I	主分类号：	H04W72/04
申请人：	重庆邮电大学
发明人：	陈前斌; 王秀娟; 柴蓉
地址：	400065 重庆市南岸区黄桷垭崇文路2号
优先权：
专利代理机构：	重庆市恒信知识产权代理有限公司 50102	代理人：	刘小红
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明公开了一种基于效用函数及破产博弈理论的异构融合网络带宽资源优化分配方法，属于通信技术领域。本发明通过对异构无线接入网络共同覆盖区域用户的带宽需求进行优化，对用户业务进行分类，建模网络联合效用函数，在满足各类业务带宽需求条件下，通过最大化网络效用函数，得到网络中各类业务带宽资源优化分配方案；进而建立破产博弈模型，通过求解夏普里值，得到各用户优化带宽分配方案。本发明综合考虑网络之间及用户之间的合作及竞争关系，通过联合资源管理实现满足各类业务资源公平分配条件下的网络整体收益的优化，并基于博弈理论，实现对用户接入带宽的合理有效的分配，以提高网络资源利用率及用户服务质量QoS。

权利要求书

权利要求书一种基于效用函数及博弈理论的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：基于各用户对业务需求的差异对用户进行分类，根据网络i业务带宽分配向量，建立带宽分配矩阵B=[B1,B2,…,BM]，调用公式：建立网络为各类业务提供服务所获收益函数P(B)，根据不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的资源竞争导致网络效用损耗确定网络资源竞争函数E(B)，根据网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价计算网络代价函数C(B)，根据接入网络收益函数P(B)，网络带宽资源竞争函数E(B)，网络代价函数C(B)，根据公式U(B)=P(B)‑E(B)‑C(B)建立网络联合效用函数，优化网络联合效用函数，得到第i个网络为第k类业务分配的网络业务带宽；建立网络业务带宽分配破产博弈模型，对破产博弈模型求解，得到第k类业务中用户j实际分配的带宽，其中，j=1,2,…。根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：根据用户资源分配限定条件及夏普里值划分原则对破产博弈模型求解。根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：调用公式计算网络代价函数C(B)，其中，及分别为第i个网络为第k类业务提供的带宽代价因子及带宽代价单价。根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：采用二次效用函数表示网络资源竞争函数E(B)，根据网络自身带宽损耗函数，不同接入网络之间的竞争损耗函数，各接入网络内各类业务之间的资源竞争损耗函数，调用公式计算网络资源竞争函数E(B)，其中，β,ρ,ε分别表示同一网络自身，不同网络之间及网络内不同业务间的竞争参数，由接入网络类型确定。根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：当网络可用带宽资源充足，各类业务均获得最大带宽需求；当网络可用带宽资源部分受限，带宽资源分配应满足附加限制条件， k1,k2=1,2,…K,k1≠k2，标识各接入网络负载状况差异；当网络带宽资源严重受限，对高优先级业务优先提供接入服务及带宽分配。根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：所述用户业务带宽分配破产博弈模型具体为，每个用户都要求分配一个最大带宽分配量，所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量，即，网络i将网络业务带宽分配给个用户，在满足条件下，得到第j个用户实际分配的带宽为。根据权利要求2所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：用户资源分配限定条件为：用户j的第k类业务带宽需求应满足及，其中，，表示第k类业务中用户j要求分配的最大、最小带宽量。根据权利要求2所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：用夏普里值划分原则求解破产博弈模型，具体为：构造联盟子集S，建立以联盟子集S为参数的特征函数v(s)表示联盟子集S 能够分配的最大带宽量，定义个用户业务带宽分配量的集合为，其中，数值函数φj(v(s))是以特征函数v(s)为参数的第j个用户分得的带宽值，调用公式计算用户业务带宽分配。

说明书

说明书异构融合网络带宽资源优化分配方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别是异构融合网络带宽资源优化分配技术。
背景技术
随着各类通信技术的快速发展，以及用户业务需求的不断增长，现有各类无线接入技术将融合共存，为各类用户业务提供有效接入服务。各类典型接入技术包括无线个域网、无线局域网、无线城域网、公众蜂窝移动通信网、卫星网络，以及移动自组织（Ad Hoc）网络。图1所示为异构融合网络示例，多网络终端可通过有线接口或者无线接口通过有线接入技术（如有线电视网络，有线网络802.3）或者无线接入技术（如GPRS（General Packet Radio Service）,UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）,WLAN（Wireless Local Area Network）,WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access），CMMB DVB‑S/H（China Mobile Multimedia Broadcasting ，简称中国移动多媒体广播））连接到IP骨干核心网络共享无所不在的网络服务。各类异构接入网络的融合是下一代网络发展的必然趋势，可有效实现网络覆盖范围的增加、网络资源的充分利用及用户QoS增强。
多网融合场景下各接入网络的异构特性及用户业务需求的多样性对网络无线资源管理技术特别是带宽资源管理技术提出了新的困难及挑战。目前已有研究考虑多网融合场景下的带宽分配问题。文献[黄力，韦彬贵，李可长，无线接入网中带宽高效分配方法，公开号102014500A，公开日2011‑04‑13]提出了一种无线接入网络中带宽分配方法。由位于基站MAC (Media Access Control)层和OFDMA (Orthogonal Frequency Division Modulation Access) 物理层的资源调度模块执行跨层资源调度，结合无线信道状态信息，执行分组调度机制，及相应子载波和功率分配。文献[D. Niyato and E. Hossain. A cooperative Game framework for bandwidth allocation in 4G heterogeneous wireless networks. Proc. ICC 2006.] 提出基于合作博弈理论解决4G (Fourth‑Generation)异构无线接入网络带宽分配问题，将一个用户在多个网络中的带宽分配问题建模为破产博弈模型，并进行优化求解，但论文未考虑实际应用场景中多用户、多类业务需求并存情况下的资源分配问题。文献[D. Niyato and E. Hossain. A noncooperative Game‑theoretic framework for radio resource management in 4G heterogeneous wireless access networks. IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol. 7, No. 3, 2008, pp.332‑345.] 提出基于非合作博弈理论的异构网络带宽分配方案，通过建立各网络之间的非合作博弈模型，优化求解给定区域各接入网络的总带宽，进而基于容量门限优化方案，建模某连接在各接入网络中的带宽分配非合作博弈模型，并进行优化求解。论文仅基于网络及用户之间的非合作竞争关系进行建模，未考虑网络整体性能优化以及网络、用户之间可能存在的合作博弈关系。因此，异构融合网络场景下，如何综合考虑接入网络特性、用户业务特性以及网络、用户及各类业务之间的竞争、合作关系，进行网络带宽资源的高效、公平、合理分配，是实现网络综合性能优化及用户QoS保障的重要基础。
在异构融合网络中，各接入网络通过为用户提供接入服务，获得网络收益。一方面从网络运营的角度，希望实现网络收益最大化，但另一方面，各网络之间以及网络用户之间存在的用户资源、带宽资源的竞争关系，导致多个网络收益相互影响及制约，制约了收益最大化的实现。通过建立接入网络之间的联合资源协作管理机制，建模网络联合收益，实现网络整体收益的最大化成为可行高效的优化决策。
目前已有研究基于效用函数进行通信系统优化设计，如文献[俞一帆，白勇，陈岚，在异构无线网络中选择网络的方法和装置，公开号101287280，公开日2008年10月15日]提出异构无线网络中选择网络的方法和装置，通过建模各网络的效用函数，并结合用户及网络的属性权重向量，评估各网络的综合效用值，从而选取最终候选网络；文献[刘干，周亮，周鑫等，一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法，公开号101321388，公开日2008年12月10日]提出一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法，建模二级用户的效用函数，各二级用户依次选择使其效用函数最大的传输信道，直至系统收敛，实现所有二级用户的信道优化选择。
采用基于效用函数的通信系统优化设计，通过建模网络或者用户的效用函数，评估并优化其效用实现最优选择，但未综合考虑各异构接入网络特性及用户业务需求关系。由于用户业务体验和网络性能是受用户占用带宽，用户之间的竞争以及网络为用户提供服务所付出代价等多种因素共同影响的复杂的系统问题，因此在数学上很难建模。一方面，各接入网络均以自身收益最大化为资源分配及性能优化的目标，另一方面，各接入网络之间存在的用户资源激烈竞争的关系，导致各接入网络独立收益最大化无法实现。因此，本专利在满足用户业务需求、网络资源负载均衡等条件下，引入联合网络资源效用函数，通过优化网络联合收益，实现用户各类业务带宽资源的优化分配；进而基于破产博弈理论，建模用户带宽分配模型，采用夏普里值划分规则，确定各用户带宽分配优化方案。
发明内容
针对现有异构融合网络资源分配技术难以兼顾用户业务QoS保障及网络性能优化，本发明提出一种基于效用函数及破产博弈理论的异构无线网络带宽资源优化分配方法。在异构网络共同覆盖区域内，建立联合网络收益在满足网络可用带宽和用户业务带宽需求的条件下优化网络联合收益，实现网络各类业务带宽资源的优化分配（获得第i个网络为第k类业务分配的带宽）；进而基于经济学领域中的破产博弈理论，建模用户业务带宽分配模型，采用夏普里值划分规则，确定各用户业务带宽分配优化方案（获得第k类业务中用户j实际分配的带宽）。具体步骤为：
基于各用户对各业务（语音、数据、视频等）需求的差异性对用户进行分类，根据网络i业务带宽分配向量，，建立带宽分配矩阵：B=[B1,B2,…,BM]，（Bi为网络i为K类业务分配的带宽集合，用向量表示）公式：计算网络为各类业务提供服务所获收益函数P(B)，根据不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的资源竞争导致网络效用损耗确定网络资源竞争函数E(B)，根据网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价，调用公式计算网络代价函数C(B)，根据接入网络收益函数P(B)，网络带宽资源竞争函数E(B)，网络代价函数C(B)，调用公式U(B)=P(B)‑E(B)‑C(B)计算网络联合效用函数，根据网络可用带宽和业务带宽总需求及业务公平性等限定因素优化网络联合效用函数，得到网络业务带宽优化分配方案（获得第i个网络为第k类业务分配的带宽）；根据获得的优化业务带宽分配量及用户业务带宽资源分配需求，建立破产博弈模型，根据夏普里值划分原则求解破产博弈模型，获得用户分配带宽第k类业务中用户j实际分配的带宽。
定义业务带宽分配通用限定条件：各网络各类业务实际分配的总带宽不大于网络可用带宽，即，以及第k类业务分配的带宽总和应满足其带宽需求，即，其中，为第i个网络可用带宽，i=1，2，…M，Bk,max,Bk,min分别为第k类业务的最大、最小带宽需求，k=1，2…K。
确定联合网络收益函数P(B)，网络为类用户业务提供带宽接入服务所获取收益为用户业务带宽的非线性函数，第i个网络为用户提供业务支持所获得收益为，则接入网络收益函数，其中，αi及pi分别为收益损耗因子及收益单价，εi为带宽收益指数，i=1,2,…,M, k=1,2,…,K，M 代表接入网络数目，K代表每个接入网络支持的业务类数，其取值依据当前异构网络所处的具体环境而定。如R=CM，表示网络接入一个新连接的收益C与M个连接相乘获得的总收益R；U(b)=ωlog(1+αb)，表示网络分配带宽量为b获得的收益，其中ω，α为相关系数；，表示N个连接收益的和，其中xi，θ分别为实际分配的带宽和理想的要求带宽等。
由于网络性能是受用户业务占用带宽，接入网络之间对用户的竞争以及各网络内不同用户为争取更多网络带宽资源而产生的竞争等多种因素所影响的。为了更好的建模这个复杂的网络系统，根据网络业务带宽分配向量Bi，即，获取网络自身带宽损耗函数，根据同类业务在不同网络中占有带宽确定不同接入网络之间的竞争损耗函数，根据不同业务在同一网络中占有带宽确定各接入网络内各类业务之间的带宽资源竞争损耗函数，（其中，，为带宽分配向量Bi中任意两元素），用二次效用函数计算网络带宽资源竞争函数E(B)，其中，β,ρ,ε由接入网络类型确定，分别表示同一网络自身带宽损耗因子，不同网络之间及网络内不同业务间的竞争参数。
网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价，其代价函数为C(B)，根据第i个网络提供第k类业务的带宽代价因子及带宽代价单价，确定网络i为第k类业务提供带宽资源所支付代价为，其中，及分别为第i个网络为第k类业务提供的带宽代价因子及带宽代价单价，故联合网络为各类用户业务付出的代价函数为。网络代价函数的获取具体可采用常规的方法，如，其中，α为代价因子，|S|为联盟的元数值；表示网络为接入一个等级为i的新连接会造成同等级和低等连接的掉线而产生的代价，其中Ni，Ri，Li分别代表等级为i的连接数目，掉线概率以及失去一个等级为i的连接网络付出的代价。
确定业务带宽分配附加限定条件：根据网络可用带宽与用户业务总带宽需求的关系，分情况讨论业务资源分配限定条件：
（1）若,即网络带宽资源较为充足，资源分配应满足各类业务均获得最大带宽需求，即；
（2）若,即网络可用带宽资源部分受限，带宽资源分配应考虑业务公平性，需满足， k1,k2=1,2,…K,k1≠k2，δ为业务差异度，用于衡量同一网络对不同业务类型分配带宽的差异度。
（3）若，即网络带宽资源严重受限，将业务按等级进行划分，对高优先级的业务优先提供接入服务及带宽分配，同时拒绝低等业务。
根据业务带宽分配限定和网络可用带宽状态及用户业务带宽需求条件，分三类情况，采用拉格朗日乘数法，优化网络联合效用函数，得到对应最大化网络联合效用的业务带宽分配方案。
根据最大化网络联合效用函数得到的业务带宽，基于经济学领域中的破产博弈理论，建立用户业务带宽分配破产博弈模型，运用夏普里值划分原则求解对应用户业务带宽分配量。
破产博弈模型具体为，网络i将网络业务带宽分配得到的优化分配量分配给个用户，每个用户都要求分配一个最大带宽分配量，表示第k类业务中用户j要求其分配的最大带宽量，所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量，即。根据夏普里值划分原则求解，在满足条件下，得到第j个用户实际分配的带宽为。其中，为用户数。
定义网络i中第k类业务用户数目为，第j个用户实际分配的带宽为，j=1,2,…，根据破产博弈理论，网络业务带宽分配得到的优化分配量将被分配给网络中的所有用户，网络i中第k类业务的用户j要求其分配的最大带宽量为，而所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量,即。根据用户对带宽需求，则用户所分配带宽应满足及，其中，，分别表示第j个用户要求的最大、最小带宽需求量；表示所有用户实际分配的带宽总和等于某个网络为某类业务分配的带宽量。
构造联盟子集S，建立特征函数v(s),调用数值公式计算用户业务带宽分配。
将个用户构成一个有限集合N，联盟子集S是N 的任一子集，即。建立以联盟子集S为参数的特征函数v(s)，v(s)表示联盟子集S 能够分配的最大带宽量，即：。定义个用户业务带宽分配量的集合为，其中，函数φj(v(s))是以特征函数v(s)为参数的第j个用户分得的带宽占有值，调用公式：
计算对应用户优化带宽分配量。其中，|S|表示构成联盟子集S的用户数目，[v(s)‑v(s‑{j})]代表第j个用户对联盟子集S的贡献，j∈S；代表由联盟子集大小|S|决定的第j个用户对联盟子集S的贡献权重。
本发明：⑴ 解决了异构无线多接入网络环境下多用户的带宽分配问题，在带宽分配过程中主要考虑了网络之间为吸引更多用户以使自身利益最大化而产生的竞争关系和用户间为了使自身获得更多的网络带宽资源的竞争关系等影响因素；⑵采用经济学领域的二次效用函数建模接入网络整体的收益，通过联合资源管理优化网络的整体收益，可实现系统资源的高效使用及网络联合收益的最大化；⑶运用破产博弈理论建模用户业务带宽分配问题，有效体现同类业务用户之间的竞争及合作关系，实现资源合理分配；⑷基于用户业务需求的效益优化及资源分配，实现网络性能优化及用户QoS保障。
附图说明
图1：异构融合网络示意图；
图2：本发明应用示意图；
图3：本发明带宽资源优化分配方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不限制本发明的范围。
图2是CDMA蜂窝网络，WLAN和WiMAX三个网络覆盖的场景图，本发明可以应用于图中两个网络同时覆盖的2、3、4区域。以下以区域4为例进行说明。
图3为本发明提出的基于效用函数及破产博弈的异构网络带宽分配方法流程图，具体包括：
101：对用户进行分类。
假设接入网络的数目为3个网络，如WLAN，Cellular网络，WiMAX。依据用户对业务类型需求对用户进行分类，设区域4中的用户类型为3类，即语音、视频、数据。用户业务类型用k表示，k=1,2,3。假设第k类业务用户数目为Nk，网络带宽总需求为Bk，网络i为k类业务分配的带宽为,i=1,2,3。
102：计算网络联合效用函数U(B)。
调用公式：U(B)=P(B)‑E(B)‑C(B)计算网络联合效用函数U(B)，其中B为带宽分配矩阵，B=[B1,B2,B3]，Bi为网络i为K类业务分配的带宽集合，用向量表示。P(B)表示网络为用户各类业务提供接入服务所获得的收益函数，E(B)表示同一网络内部、不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的竞争所导致的效用损耗，C(B)表示网络提供各类业务支持所付出的代价。
103‑105：分别建立网络联合效用函数各子函数。
（1）建模网络为3类用户业务提供带宽接入服务所获取收益为用户业务带宽的非线性函数，定义第I个网络为用户提供业务支持所获得收益为，则联合网络收益函数，其中，αI，εI，αIαI均为网络i的收益参数，αI及pI分别为收益损耗因子及收益单价，εI为带宽收益指数， 0＜εI≤2, 本实施例中取εI=2，i=1,2,3, k=1,2,3。
（2）网络资源竞争函数E(B)
不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的资源竞争导致网络效用损耗,用户对系统资源的竞争主要体现在对网络带宽资源的竞争，可采用二次效用函数表征，定义为，其中，为网络自身带宽利用损耗函数，为根据同类业务在不同网络中占有带宽确定的不同接入网络之间的竞争损耗函数，为根据不同业务在同一网络中占有带宽确定的各接入网络内各类业务之间的资源竞争损耗函数，其中，β,ρ,ε分别表示同一网络自身带宽损耗因子，不同网络之间及网络内不同业务间的竞争参数，都由具体接入网络类型决定。
（3）网络代价函数C(B)
网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价，定义网络i为第k类业务提供带宽资源所支付代价为，其中，及分别为第i个网络提供第k类业务的带宽代价因子及带宽代价单价，故联合网络为各类用户业务付出的代价函数为。
106：定义网络资源分配通用限制条件。
根据网络可用带宽状态及用户业务对带宽的需求条件，定义带宽分配通用限制条件为：各网络各类业务实际分配的总带宽不大于网络可用带宽，即，第k类业务分配的带宽总和应满足其带宽需求，即，其中，为第i个网络可用带宽，i=1，2，3，Bk,max,Bk,min分别为第k类业务的最大最小总带宽需求，k=1，2，3。
107：根据网络可用带宽和用户业务带宽需求讨论网络剩余可用带宽是否满足用户业务带宽需求的条件，进而确定网络带宽资源的可用度。
108：若，即网络带宽资源充足，定义带宽分配附加限制条件：。
109：若，即网络带宽资源部分受限，定义带宽资源分配业务公平性附加限定条件：，其中，δ为给定常数，用于衡量同一网络对不同业务类型分配带宽的差异度。
110：若，即网络带宽资源严重受限。
应联合考虑用户接入控制及资源管理，可根据业务对时延的敏感程度将业务按等级进行划分，对高优先级的业务优先提供接入支持及带宽分配，同时拒绝接入低等级业务。
111：采用优化理论中的拉格朗日乘数法对108及109进行优化求解计算，可得优化的网络为用户业务分配的带宽。
（a）108：建模优化问题：当网络可用带宽条件为，在满足条件和的情况下，采用拉格朗日函数最大化网络联合效用函数U(B)，获得各网络为用户业务分配带宽，i=1，2，3，k=1,2,3。
（b）109：建模优化问题为：当网络可用带宽条件为，在满足条件和及，采用拉格朗日函数最大化网络联合效用函数U(B)，获得各网络为用户业务分配带宽，i=1，2，3，k=1,2,3。
112：建模用户带宽分配破产博弈模型。
定义网络i中第k类业务用户数目为，第j个用户实际分配的带宽为，j=1,2,…，根据破产博弈理论，网络业务带宽分配得到的优化分配量将被分配给网络中的所有用户，网络i中第k类业务的用户j要求其分配的最大带宽量为，而所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量,即。基于用户带宽分配破产博弈模型，根据每个用户对带宽需求均具有特定的要求，则用户所分配带宽应满足及，其中，，分别表示第j个用户要求的最大、最小带宽需求量；表示所有用户实际分配的带宽总和等于某个网络为某类业务分配的带宽量。
表1：本发明实施例中破产博弈与网络带宽资源分配对照表

113：采用夏普里值划分原则优化求解破产博弈模型。
构造联盟子集S，建立特征函数v(s),调用数值公式计算用户业务带宽分配。
将个用户构成一个有限集合N，联盟子集S是N 的任一子集，即。建立以联盟子集S为参数的特征函数v(s)，v(s)表示联盟子集S 能够分配的最大带宽量，即：。定义个用户业务带宽分配量的集合为，其中，函数φj(v(s))是以特征函数v(s)为参数的第j个用户分得的带宽占有值，调用公式：计算对应用户优化带宽分配量。其中，|S|表示构成联盟子集S的用户数目（即），[v(s)‑v(s‑{j})]代表第j个参与者对联盟子集S的贡献，j∈S；代表由联盟子集大小|S|决定的第j个用户对联盟子集S的贡献权重。
基于112步骤中用户带宽需求限制条件，优化求解 φj(v(s))，可得到各用户分配的最优带宽值。
以下举一实例：
假设k=1，对应视频业务，接入网络为WLAN，Cellular网络，WiMAX，分别以wl,ce,wi表示三个网络；假设网络i分配给视频用户的总带宽量为500kbps，即，假设视频用户总数为3，用a,b,c分别表示这3个用户，每个用户分得的带宽量，，，假定a,b,c三用户要求的最大带宽量和最小带宽量分别为：
。
计算用户a的带宽分配量如表2所示：
表2：用户a的带宽分配量计算表

则用户a分得的带宽量为
同理有：

也即是，，。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

资源描述

《异构融合网络带宽资源优化分配方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《异构融合网络带宽资源优化分配方法.pdf（15页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102946641 A (43)申请公布日 2013.02.27 C N 1 0 2 9 4 6 6 4 1 A *CN102946641A* (21)申请号 201210491366.4 (22)申请日 2012.11.27 H04W 72/04(2009.01) (71)申请人重庆邮电大学地址 400065 重庆市南岸区黄桷垭崇文路2 号 (72)发明人陈前斌王秀娟柴蓉 (74)专利代理机构重庆市恒信知识产权代理有限公司 50102 代理人刘小红 (54) 发明名称异构融合网络带宽资源优化分配方法 (57) 摘要本发明公开了一种基于效用函数及破产博弈。

2、理论的异构融合网络带宽资源优化分配方法，属于通信技术领域。本发明通过对异构无线接入网络共同覆盖区域用户的带宽需求进行优化，对用户业务进行分类，建模网络联合效用函数，在满足各类业务带宽需求条件下，通过最大化网络效用函数，得到网络中各类业务带宽资源优化分配方案；进而建立破产博弈模型，通过求解夏普里值，得到各用户优化带宽分配方案。本发明综合考虑网络之间及用户之间的合作及竞争关系，通过联合资源管理实现满足各类业务资源公平分配条件下的网络整体收益的优化，并基于博弈理论，实现对用户接入带宽的合理有效的分配，以提高网络资源利用率及用户服务质量QoS。 (51)Int.Cl. 权利要求。

3、书2页说明书10页附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 10 页附图 2 页 1/2页 2 1.一种基于效用函数及博弈理论的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：基于各用户对业务需求的差异对用户进行分类，根据网络i业务带宽分配向量，建立带宽分配矩阵B=B 1 ,B 2 ,B M ，调用公式：建立网络为各类业务提供服务所获收益函数P(B)，根据不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的资源竞争导致网络效用损耗确定网络资源竞争函数E(B)，根据网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价计算网络代价函数C(B)，根。

4、据接入网络收益函数P(B)，网络带宽资源竞争函数E(B)，网络代价函数C(B)，根据公式 U(B)=P(B)-E(B)-C(B)建立网络联合效用函数，优化网络联合效用函数，得到第i个网络为第k类业务分配的网络业务带宽；建立网络业务带宽分配破产博弈模型，对破产博弈模型求解，得到第k类业务中用户j实际分配的带宽，其中，j=1,2,。 2.根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：根据用户资源分配限定条件及夏普里值划分原则对破产博弈模型求解。 3.根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：调用公式计算网络代价函数C(B)，其中，及分别为第i个网。

5、络为第k类业务提供的带宽代价因子及带宽代价单价。 4.根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：采用二次效用函数表示网络资源竞争函数E(B)，根据网络自身带宽损耗函数，不同接入网络之间的竞争损耗函数，各接入网络内各类业务之间的资源竞争损耗函数，调用公式计算网络资源竞争函数E(B)，其中，,分别表示同一网络自身，不同网络之间及网络内不同业务间的竞争参数，由接入网络类型确定。 5.根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：当网络可用带宽资源充足，各类业务均获得最大带宽需求；当网络可用带宽资源部分受限，带宽资源分配应满足附加限制条件，。

6、 k 1 ,k 2 =1,2,K,k 1 k 2 ，标识各接入网络负载状况差异；当网络带宽资源严重受限，对高优先级业务优先提供接入服务及带宽分配。 6.根据权利要求1所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：所述用户业务带宽分配破产博弈模型具体为，每个用户都要求分配一个最大带宽分配量权利要求书CN 102946641 A 2/2页 3 ，所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量，即，网络i将网络业务带宽分配给个用户，在满足条件下，得到第j个用户实际分配的带宽为。 7.根据权利要求2所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：用户资。

7、源分配限定条件为：用户j的第k类业务带宽需求应满足及，其中，，表示第k类业务中用户j要求分配的最大、最小带宽量。 8.根据权利要求2所述的异构融合网络带宽资源优化分配方法，其特征在于：用夏普里值划分原则求解破产博弈模型，具体为：构造联盟子集S，建立以联盟子集S为参数的特征函数v(s)表示联盟子集S 能够分配的最大带宽量，定义个用户业务带宽分配量的集合为，其中，数值函数 j (v(s)是以特征函数v(s)为参数的第j个用户分得的带宽值，调用公式计算用户业务带宽分配。权利要求书CN 102946641 A 1/10页 4 异构融合网络带宽资源优化分配方法技术领域 0001。

8、本发明涉及无线通信领域，特别是异构融合网络带宽资源优化分配技术。背景技术 0002 随着各类通信技术的快速发展，以及用户业务需求的不断增长，现有各类无线接入技术将融合共存，为各类用户业务提供有效接入服务。各类典型接入技术包括无线个域网、无线局域网、无线城域网、公众蜂窝移动通信网、卫星网络，以及移动自组织（Ad Hoc）网络。图1所示为异构融合网络示例，多网络终端可通过有线接口或者无线接口通过有线接入技术（如有线电视网络，有线网络802.3）或者无线接入技术（如GPRS（General Packet Radio Service）,UMTS（Universal Mobile Telec。

9、ommunications System）,WLAN（Wireless Local Area Network）,WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）， CMMB DVB-S/H（China Mobile Multimedia Broadcasting ，简称中国移动多媒体广播）连接到IP骨干核心网络共享无所不在的网络服务。各类异构接入网络的融合是下一代网络发展的必然趋势，可有效实现网络覆盖范围的增加、网络资源的充分利用及用户QoS增强。 0003 多网融合场景下各接入网络的异构特性及用户业务需求的多样性对网络无线资源。

10、管理技术特别是带宽资源管理技术提出了新的困难及挑战。目前已有研究考虑多网融合场景下的带宽分配问题。文献黄力，韦彬贵，李可长，无线接入网中带宽高效分配方法，公开号102014500A，公开日2011-04-13提出了一种无线接入网络中带宽分配方法。由位于基站MAC (Media Access Control)层和OFDMA (Orthogonal Frequency Division Modulation Access) 物理层的资源调度模块执行跨层资源调度，结合无线信道状态信息，执行分组调度机制，及相应子载波和功率分配。文献D. Niyato and E. Hossain. A coo。

11、perative Game framework for bandwidth allocation in 4G heterogeneous wireless networks. Proc. ICC 2006. 提出基于合作博弈理论解决 4G (Fourth-Generation)异构无线接入网络带宽分配问题，将一个用户在多个网络中的带宽分配问题建模为破产博弈模型，并进行优化求解，但论文未考虑实际应用场景中多用户、多类业务需求并存情况下的资源分配问题。文献D. Niyato and E. Hossain. A noncooperative Game-theoretic framework fo。

12、r radio resource management in 4G heterogeneous wireless access networks. IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol. 7, No. 3, 2008, pp.332-345. 提出基于非合作博弈理论的异构网络带宽分配方案，通过建立各网络之间的非合作博弈模型，优化求解给定区域各接入网络的总带宽，进而基于容量门限优化方案，建模某连接在各接入网络中的带宽分配非合作博弈模型，并进行优化求解。论文仅基于网络及用户之间的非合作竞争关系进行建模，未考虑网络整体性能优化以及网络、用户之间。

13、可能存在的合作博弈关系。因此，异构融合网络场景下，如何综合考虑接入网络特性、用户业务特性以及网络、用户及各类业务之间的竞争、合作关系，进行网络带宽资源的高效、公平、合理分配，是实现网络综合性能优化及用户QoS保障的重要基础。说明书CN 102946641 A 2/10页 5 0004 在异构融合网络中，各接入网络通过为用户提供接入服务，获得网络收益。一方面从网络运营的角度，希望实现网络收益最大化，但另一方面，各网络之间以及网络用户之间存在的用户资源、带宽资源的竞争关系，导致多个网络收益相互影响及制约，制约了收益最大化的实现。通过建立接入网络之间的联合资源协作管理机制，建模网络。

14、联合收益，实现网络整体收益的最大化成为可行高效的优化决策。 0005 目前已有研究基于效用函数进行通信系统优化设计，如文献俞一帆，白勇，陈岚，在异构无线网络中选择网络的方法和装置，公开号101287280，公开日2008年10月 15日提出异构无线网络中选择网络的方法和装置，通过建模各网络的效用函数，并结合用户及网络的属性权重向量，评估各网络的综合效用值，从而选取最终候选网络；文献刘干，周亮，周鑫等，一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法，公开号 101321388，公开日2008年12月10日提出一种基于博弈论的认知无线电网络FDM信道选择方法，建模二级用户的效用函数，各。

15、二级用户依次选择使其效用函数最大的传输信道，直至系统收敛，实现所有二级用户的信道优化选择。 0006 采用基于效用函数的通信系统优化设计，通过建模网络或者用户的效用函数，评估并优化其效用实现最优选择，但未综合考虑各异构接入网络特性及用户业务需求关系。由于用户业务体验和网络性能是受用户占用带宽，用户之间的竞争以及网络为用户提供服务所付出代价等多种因素共同影响的复杂的系统问题，因此在数学上很难建模。一方面，各接入网络均以自身收益最大化为资源分配及性能优化的目标，另一方面，各接入网络之间存在的用户资源激烈竞争的关系，导致各接入网络独立收益最大化无法实现。因此，本专利在满足用户业务需求、。

16、网络资源负载均衡等条件下，引入联合网络资源效用函数，通过优化网络联合收益，实现用户各类业务带宽资源的优化分配；进而基于破产博弈理论，建模用户带宽分配模型，采用夏普里值划分规则，确定各用户带宽分配优化方案。发明内容 0007 针对现有异构融合网络资源分配技术难以兼顾用户业务QoS保障及网络性能优化，本发明提出一种基于效用函数及破产博弈理论的异构无线网络带宽资源优化分配方法。在异构网络共同覆盖区域内，建立联合网络收益在满足网络可用带宽和用户业务带宽需求的条件下优化网络联合收益，实现网络各类业务带宽资源的优化分配（获得第i个网络为第k类业务分配的带宽）；进而基于经济学领域中的破产博弈理。

17、论，建模用户业务带宽分配模型，采用夏普里值划分规则，确定各用户业务带宽分配优化方案（获得第k类业务中用户j实际分配的带宽）。具体步骤为： 0008 基于各用户对各业务（语音、数据、视频等）需求的差异性对用户进行分类，根据网络i业务带宽分配向量，建立带宽分配矩阵：B=B 1 ,B 2 ,B M ，（B i 为网络i为K类业务分配的带宽集合，用向量表示）公式：计算网络为各类业务提供服务所获收益函数P(B)，根据不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的资源竞争导致网络效用损耗确定网络说明书CN 102946641 A 3/10页 6 资源竞争函数E(B)，根据网络为用户提供不同。

18、类型业务需支付不同代价，调用公式计算网络代价函数C(B)，根据接入网络收益函数P(B)，网络带宽资源竞争函数E(B)，网络代价函数C(B)，调用公式U(B)=P(B)-E(B)-C(B)计算网络联合效用函数，根据网络可用带宽和业务带宽总需求及业务公平性等限定因素优化网络联合效用函数，得到网络业务带宽优化分配方案（获得第i个网络为第k类业务分配的带宽）；根据获得的优化业务带宽分配量及用户业务带宽资源分配需求，建立破产博弈模型，根据夏普里值划分原则求解破产博弈模型，获得用户分配带宽第k类业务中用户j实际分配的带宽。 0009 定义业务带宽分配通用限定条件：各网络各类业务实际分配的总。

19、带宽不大于网络可用带宽，即，以及第k类业务分配的带宽总和应满足其带宽需求，即，其中，为第i个网络可用带宽，i=1，2，M，B k,max ,B k,min 分别为第k类业务的最大、最小带宽需求，k=1，2K。 0010 确定联合网络收益函数P(B)，网络为类用户业务提供带宽接入服务所获取收益为用户业务带宽的非线性函数，第i个网络为用户提供业务支持所获得收益为，则接入网络收益函数，其中， i 及p i 分别为收益损耗因子及收益单价， i 为带宽收益指数，i=1,2,M, k=1,2,K，M 代表接入网络数目，K代表每个接入网络支持的业务类数，其取值依据当前异构网络所处的具体环境。

20、而定。如R=CM，表示网络接入一个新连接的收益C与M个连接相乘获得的总收益 R；U(b)=log(1+b)，表示网络分配带宽量为b获得的收益，其中，为相关系数；，表示N个连接收益的和，其中x i ，分别为实际分配的带宽和理想的要求带宽等。 0011 由于网络性能是受用户业务占用带宽，接入网络之间对用户的竞争以及各网络内不同用户为争取更多网络带宽资源而产生的竞争等多种因素所影响的。为了更好的建模这个复杂的网络系统，根据网络业务带宽分配向量B i ，即，获取网络自身带宽损耗函数，根据同类业务在不同网络中占有带宽确定不同接入网络之间的竞争损耗函数，根据不同业务在同一网络中占有带宽确定各。

21、接入网络内各类业务之间的带宽资源竞争损耗函数，（其中，为带宽分配向量B i 中任意两元素），用二次效用函数说明书CN 102946641 A 4/10页 7 计算网络带宽资源竞争函数 E(B)，其中，,由接入网络类型确定，分别表示同一网络自身带宽损耗因子，不同网络之间及网络内不同业务间的竞争参数。 0012 网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价，其代价函数为C(B)，根据第i个网络提供第k类业务的带宽代价因子及带宽代价单价，确定网络i为第k类业务提供带宽资源所支付代价为，其中，及分别为第i个网络为第k类业务提供的带宽代价因子及带宽代价单价，故联合网络为各类用户业务付出的代价。

22、函数为。网络代价函数的获取具体可采用常规的方法，如，其中，为代价因子，|S|为联盟的元数值；表示网络为接入一个等级为i的新连接会造成同等级和低等连接的掉线而产生的代价，其中N i ，R i ，L i 分别代表等级为i的连接数目，掉线概率以及失去一个等级为i的连接网络付出的代价。 0013 确定业务带宽分配附加限定条件：根据网络可用带宽与用户业务总带宽需求的关系，分情况讨论业务资源分配限定条件： 0014 （1）若,即网络带宽资源较为充足，资源分配应满足各类业务均获得最大带宽需求，即； 0015 （2）若,即网络可用带宽资源部分受限，带宽资源分配应考虑业务公平性，需满足， k 1 。

23、,k 2 =1,2,K,k 1 k 2 ，为业务差异度，用于衡量同一网络对不同业务类型分配带宽的差异度。 0016 （3）若，即网络带宽资源严重受限，将业务按等级进行划分，对高优先级的业务优先提供接入服务及带宽分配，同时拒绝低等业务。 0017 根据业务带宽分配限定和网络可用带宽状态及用户业务带宽需求条件，分三类情况，采用拉格朗日乘数法，优化网络联合效用函数，得到对应最大化网络联合效用的业务带宽分配方案。 0018 根据最大化网络联合效用函数得到的业务带宽，基于经济学领域中的破产博弈理论，建立用户业务带宽分配破产博弈模型，运用夏普里值划分原则求解对应用户业务带宽分配量。 0019 。

24、破产博弈模型具体为，网络i将网络业务带宽分配得到的优化分配量分配给说明书CN 102946641 A 5/10页 8 个用户，每个用户都要求分配一个最大带宽分配量，表示第k类业务中用户j要求其分配的最大带宽量，所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量，即。根据夏普里值划分原则求解，在满足条件下，得到第j个用户实际分配的带宽为。其中，为用户数。 0020 定义网络i中第k类业务用户数目为，第j个用户实际分配的带宽为，j=1,2,，根据破产博弈理论，网络业务带宽分配得到的优化分配量将被分配给网络中的所有用户，网络i中第k类业务的用户j要求其分配的最大带宽量。

25、为，而所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量, 即。根据用户对带宽需求，则用户所分配带宽应满足及，其中，分别表示第j个用户要求的最大、最小带宽需求量；表示所有用户实际分配的带宽总和等于某个网络为某类业务分配的带宽量。 0021 构造联盟子集S，建立特征函数v(s),调用数值公式计算用户业务带宽分配。 0022 将个用户构成一个有限集合N，联盟子集S是N 的任一子集，即。建立以联盟子集S为参数的特征函数v(s)，v(s)表示联盟子集S 能够分配的最大带宽量，即：。定义个用户业务带宽分配量的集合为，其中，函数 j (v(s)是以特征函数v(s)为参数的。

26、第j个用户分得的带宽占有值，调用公式： 0023 计算对应用户优化带宽分配量。其中，|S|表示构成联盟子集S的用户数目，v(s)-v(s-j)代表第j个用户对联盟子集S的贡献，jS；代表由联盟子集大小|S|决定的第j个用户对联盟子集S的贡献权重。 0024 本发明：解决了异构无线多接入网络环境下多用户的带宽分配问题，在带宽分配过程中主要考虑了网络之间为吸引更多用户以使自身利益最大化而产生的竞争关系和用户间为了使自身获得更多的网络带宽资源的竞争关系等影响因素；采用经济学领域的说明书CN 102946641 A 6/10页 9 二次效用函数建模接入网络整体的收益，通过联合资源管理。

27、优化网络的整体收益，可实现系统资源的高效使用及网络联合收益的最大化；运用破产博弈理论建模用户业务带宽分配问题，有效体现同类业务用户之间的竞争及合作关系，实现资源合理分配；基于用户业务需求的效益优化及资源分配，实现网络性能优化及用户QoS保障。附图说明 0025 图1：异构融合网络示意图； 0026 图2：本发明应用示意图； 0027 图3：本发明带宽资源优化分配方法流程图。具体实施方式 0028 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不限制本发明的范围。 0029 图2是CDMA蜂窝网络，WLAN和WiMAX三个网络覆盖的场景图。

28、，本发明可以应用于图中两个网络同时覆盖的2、3、4区域。以下以区域4为例进行说明。 0030 图3为本发明提出的基于效用函数及破产博弈的异构网络带宽分配方法流程图，具体包括： 0031 101：对用户进行分类。 0032 假设接入网络的数目为3个网络，如WLAN，Cellular网络，WiMAX。依据用户对业务类型需求对用户进行分类，设区域4中的用户类型为3类，即语音、视频、数据。用户业务类型用k表示，k=1,2,3。假设第k类业务用户数目为N k ，网络带宽总需求为B k ，网络i为k 类业务分配的带宽为,i=1,2,3。 0033 102：计算网络联合效用函数U(B)。 0034 。

29、调用公式：U(B)=P(B)-E(B)-C(B)计算网络联合效用函数U(B)，其中B为带宽分配矩阵，B=B 1 ,B 2 ,B 3 ，B i 为网络i为K类业务分配的带宽集合，用向量表示。 P(B)表示网络为用户各类业务提供接入服务所获得的收益函数，E(B)表示同一网络内部、不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的竞争所导致的效用损耗，C(B)表示网络提供各类业务支持所付出的代价。 0035 103-105：分别建立网络联合效用函数各子函数。 0036 （1）建模网络为3类用户业务提供带宽接入服务所获取收益为用户业务带宽的非线性函数，定义第I个网络为用户提供业务支持所获得收益为，则。

30、联合网络收益函数，其中， I ， I ， I I 均为网络i的收益参数， I 及p I 分别为收益损耗因子及收益单价， I 为带宽收益指数， 0 I 2, 本实施例中取 I =2， i=1,2,3, k=1,2,3。 0037 （2）网络资源竞争函数E(B) 说明书CN 102946641 A 7/10页 10 0038 不同接入网络之间以及接入网络内各类业务之间的资源竞争导致网络效用损耗, 用户对系统资源的竞争主要体现在对网络带宽资源的竞争，可采用二次效用函数表征，定义为，其中，为网络自身带宽利用损耗函数，为根据同类业务在不同网络中占有带宽确定的不同接入网络之间的竞争损耗函数，。

31、为根据不同业务在同一网络中占有带宽确定的各接入网络内各类业务之间的资源竞争损耗函数，其中，,分别表示同一网络自身带宽损耗因子，不同网络之间及网络内不同业务间的竞争参数，都由具体接入网络类型决定。 0039 （3）网络代价函数C(B) 0040 网络为用户提供不同类型业务需支付不同代价，定义网络i为第k类业务提供带宽资源所支付代价为，其中，及分别为第i个网络提供第k类业务的带宽代价因子及带宽代价单价，故联合网络为各类用户业务付出的代价函数为。 0041 106：定义网络资源分配通用限制条件。 0042 根据网络可用带宽状态及用户业务对带宽的需求条件，定义带宽分配通用限制条件为：各网。

32、络各类业务实际分配的总带宽不大于网络可用带宽，即，第k类业务分配的带宽总和应满足其带宽需求，即，其中，为第i个网络可用带宽， i=1，2，3，B k,max ,B k,min 分别为第k类业务的最大最小总带宽需求，k=1，2，3。 0043 107：根据网络可用带宽和用户业务带宽需求讨论网络剩余可用带宽是否满足用户业务带宽需求的条件，进而确定网络带宽资源的可用度。 0044 108：若，即网络带宽资源充足，定义带宽分配附加限制条件：。 0045 109：若，即网络带宽资源部分受限，定义带宽资源分配业务公平性附加限定条件：，其中，为给定常数，用于衡量同一网络对不同业务类型分配带宽的差异。

33、度。说明书CN 102946641 A 10 8/10页 11 0046 110：若，即网络带宽资源严重受限。 0047 应联合考虑用户接入控制及资源管理，可根据业务对时延的敏感程度将业务按等级进行划分，对高优先级的业务优先提供接入支持及带宽分配，同时拒绝接入低等级业务。 0048 111：采用优化理论中的拉格朗日乘数法对108及109进行优化求解计算，可得优化的网络为用户业务分配的带宽。 0049 （a）108：建模优化问题：当网络可用带宽条件为，在满足条件和的情况下，采用拉格朗日函数最大化网络联合效用函数U(B)，获得各网络为用户业务分配带宽，i=1，2，3，k=1,2,。

34、3。 0050 （b）109：建模优化问题为：当网络可用带宽条件为，在满足条件和及，采用拉格朗日函数最大化网络联合效用函数U(B)，获得各网络为用户业务分配带宽，i=1，2，3，k=1,2,3。 0051 112：建模用户带宽分配破产博弈模型。 0052 定义网络i中第k类业务用户数目为，第j个用户实际分配的带宽为， j=1,2,，根据破产博弈理论，网络业务带宽分配得到的优化分配量将被分配给网络中的所有用户，网络i中第k类业务的用户j要求其分配的最大带宽量为，而所有用户要求分配的最大带宽量的总和超过目前网络业务带宽分配的带宽量,即。基于用户带宽分配破产博弈模型，根据每个用户对带宽需求。

35、均具有特定的要求，则用户所分配带宽应满足及，其中，分别表示第j个用户要求的最大、最小带宽需求量；表示所有用户实际分配的带宽总和等于某个网络为某类业务分配的带宽量。 0053 表1：本发明实施例中破产博弈与网络带宽资源分配对照表 0054 说明书CN 102946641 A 11 9/10页 12 0055 113：采用夏普里值划分原则优化求解破产博弈模型。 0056 构造联盟子集S，建立特征函数v(s),调用数值公式计算用户业务带宽分配。 0057 将个用户构成一个有限集合N，联盟子集S是N 的任一子集，即。建立以联盟子集S为参数的特征函数v(s)，v(s)表示联盟子集S 能够分。

36、配的最大带宽量，即：。定义个用户业务带宽分配量的集合为，其中，函数 j (v(s)是以特征函数v(s)为参数的第j个用户分得的带宽占有值，调用公式：计算对应用户优化带宽分配量。其中，|S|表示构成联盟子集S的用户数目（即），v(s)-v(s-j)代表第j 个参与者对联盟子集S的贡献，jS；代表由联盟子集大小|S|决定的第 j个用户对联盟子集S的贡献权重。 0058 基于112步骤中用户带宽需求限制条件，优化求解 j (v(s)，可得到各用户分配的最优带宽值。 0059 以下举一实例： 0060 假设k=1，对应视频业务，接入网络为WLAN，Cellular网络，WiMAX，分别以。

37、wl,ce,wi表示三个网络；假设网络i分配给视频用户的总带宽量为500kbps，即说明书CN 102946641 A 12 10/10页 13 ，假设视频用户总数为3，用a,b,c分别表示这3个用户，每个用户分得的带宽量，假定a,b,c三用户要求的最大带宽量和最小带宽量分别为： 0061 。 0062 计算用户a的带宽分配量如表2所示： 0063 表2：用户a的带宽分配量计算表 0064 0065 则用户a分得的带宽量为 0066 同理有： 0067 0068 也即是，。 0069 以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。说明书CN 102946641 A 13 1/2页 14 图1 图2 说明书附图CN 102946641 A 14 2/2页 15 图3 说明书附图CN 102946641 A 15 。

展开阅读全文