利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021105991532
申请人: 东莞理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,至少包括:S1.确定用户移动位置的移动周期,以移动周期为基准,采集用户在移动周期内每一天的位置数据,分别建立每一天的用户位置数据库;

S2.基于人工智能技术,利用每一天的用户位置数据库进行训练,得到每一天的用户移动位置模型;

S3.根据待预测用户对应的移动周期内的天次d,选择对应天次的用户移动位置模型,对用户在天次d中、在未来时刻t+Δt,最有可能到达的小区i及逗留时间进行预测;

S4.设置小区网络负载阈值e及负载均衡时限门槛值q,根据步骤S3的预测结果,预测在天次d中、未来Δt时间内用户最有可能到达的小区i的负载增量,并计算当前时刻t小区i的负载量和软负载;

S5.判断小区i的软负载是否小于网络负载均衡阈值e,若是,执行步骤S6;否则,执行步骤S7;

S6.判断用户在天次d中、在未来时刻t+Δt最有可能到达的小区i的逗留时间是否大于切换时限门槛值q,若是,接收用户进入;否则,执行步骤S7;

S7.为用户在天次d中、在未来时刻t+Δt最有可能到达的小区i构建负载均衡的邻目标小区集,并对邻目标小区按照软负载升序排列,选择软负载最小的小区j作为负载均衡的目标小区,并确定小区i与小区j的CIO参数调整量,将相关的用户从小区i切换到小区j,从而完成负载从小区i到目标小区j的转移。

2.根据权利要求1所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,步骤S1所述的用户移动位置的移动周期为一周,由星期一至星期天。

3.根据权利要求2所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,建立每一天的用户位置数据库包括周一用户位置数据库、周二用户位置数据库、周三用户位置数据库、周四用户位置数据库、周五用户位置数据库、周六用户位置数据库及周天用户位置数据库。

4.根据权利要求3所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,每一天的用户移动位置模型包括:周一用户移动位置模型、周二用户移动位置模型、周三用户移动位置模型、周四用户移动位置模型、周五用户移动位置模型、周六用户移动位置模型及周天用户移动位置模型。

5.根据权利要求4所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,步骤S2所述的基于人工智能技术指建立神经网络模型W,然后利用每一天的用户位置数据库对神经网络模型W进行训练,训练的方法为随机梯度下降法。

6.根据权利要求5所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,步骤S3中所述的天次d为周一至周天中的任意一天,选择对应天次的用户移动位置模型,对用户在天次d中、在未来时刻t+Δt最有可能到达的小区i及逗留时间进行预测时,还能预测用户在天次d的移动路径。

7.根据权利要求6所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,对用户在天次d中、在未来时刻t+Δt最有可能到达的小区及逗留时间进行预测时,首先根据每个用户当前位置,计算每个用户到达小区边缘的时间,将时间进行升序排列,形成排列列表,然后对排列列表中的用户依次预测其最有可能到达的小区。

8.根据权利要求7所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,设在天次d中、在未来t+Δt时间内用户最有可能到达的小区i的负载增量为 当前时刻t的负载量为 则在天次d中、时刻t用户最有可能到达的小区i的软负载表达式为:其中, 表示在天次d中、时刻t用户最有可能到达的小区i的软负载。

9.根据权利要求8所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,步骤S7中,对小区i进行负载均衡,确定其邻居目标小区j,并确定其与相邻小区j间的CIO参数调整量的过程为:

首先确定在天次d中、当前时刻t用户所在的服务小区i的软负载量为 根据其所有邻目标小区软负载量排序结果,选择软负载最小的小区j作为负载均衡的目标小区,确定在时刻t切换目标小区j的负载量为 则小区i与其邻小区j间的CIO参数调整量表达式为:其中,CIOi,j表示小区i与小区j的原CIO参数调整量,CIOi,j,max是CIO参数允许取值的最大值; 和 分别是小区i和小区j在时刻t的软负载, 是调整步长,与 成正比,与成反比;CIO′i,j表示小区i与小区j调整后的CIO参数调整量,通过调整 能将用户从小区i转移到小区j。

10.一种基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化系统,所述系统用于实现权利要求1所述的基于用户移动位置预测的负载均衡切换优化方法,其特征在于,包括:用户位置数据库构建模块,用于确定用户移动位置的移动周期,以移动周期为基准,采集用户在移动周期内每一天的位置数据,分别建立每一天的用户位置数据库;

用户移动位置模型训练模块,基于人工智能技术,利用每一天的用户位置数据库进行训练,得到每一天的用户移动位置模型;

预测模块,根据待预测用户对应的移动周期内的天次d,选择对应天次的用户移动位置模型,对用户在天次d中、时刻t最有可能到达的小区i及逗留时间进行预测;

软负载计算模块,用于计算在天次d中、时刻t用户最有可能到达的小区i的软负载;

第一判断模块,用于判断小区i的软负载是否小于网络负载均衡阈值;

第二判断模块,用于判断用户在天次d中、时刻t最有可能到达的小区i的逗留时间是否大于切换时限门槛值q;

切换模块,为用户在天次d中、在未来时刻t+Δt最有可能到达的小区i构建负载均衡的邻目标小区集,并对邻目标小区按照软负载升序排列,选择软负载最小的小区j作为负载均衡的目标小区,并确定小区i与小区j的CIO参数调整量,将相关的用户从小区i切换到小区j,从而完成负载从小区i到目标小区j的转移。