基于哈希接入的跨网络负载均衡

谢辉; 凌昕彤; 汪子涵; 王家恒

doi:10.12263/DZXB.20230063

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基于哈希接入的跨网络负载均衡

学术论文 | 更新时间：2025-12-24

- 基于哈希接入的跨网络负载均衡
- Inter-Network Load Balancing Based on Hash Access
- 电子学报 2024年52卷第7期页码：2201-2211
- 作者机构：
  
  1.东南大学移动通信国家重点实验室,江苏南京 210000
  2.网络通信与安全紫金山实验室,江苏南京 211111
  3.东南大学移动信息通信与安全前沿科学中心,江苏南京 210000
  4.加州大学洛杉矶分校,加利福尼亚洛杉矶 90095
- 作者简介：
  
  [ "谢辉男，1993年12月出生于安徽省池州市.2023年毕业于东南大学信息科学与工程学院.主要研究方向为随机接入、无线网络和区块链.E-mail: huixie@seu.edu.cn" ]
  [ "凌昕彤男，2018年毕业于东南大学.现为东南大学移动通信国家重点实验室副教授.主要研究方向为移动通信、分布式系统、区块链技术、优化方法等.中国电子学会会员编号：E190024175M. E-mail: xtling@seu.edu.cn" ]
  [ "汪子涵男，2000年7月出生于江苏省连云港市.2022年毕业于东南大学吴健雄学院.现就读于加州大学洛杉矶分校.E-mail: zhwang2000@g.ucla.edu" ]
  [ "王家恒男，2010年于香港科技大学获得博士学位.现为东南大学移动通信国家重点实验室教授，博士生导师.主要研究方向为通信系统、无线网络、区块链等.在国际核心期刊与会议上发表论文170余篇. E-mail: jhwang@seu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2022YFB2902204);国家自然科学基金(U22B2006;72231002;61901111);江苏省前沿引领技术基础研究重大项目(BK20222001;BK20212001);江苏省重点研发计划（产业前瞻与关键核心技术）重点项目(BE2022068-3);青年人才托举工程(2023QNRC001);中央高校基本科研业务费专项(2242022K60002;2242022K60001;2242023K5003);华为-东南无线通信联合实验室项目(FA2019051081-2021-01)
- DOI：10.12263/DZXB.20230063
  中图分类号： TN915;
- 收稿：2023-01-17，
  
  修回：2023-07-30，
  
  纸质出版：2024-07-25
- 稿件说明：
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谢辉, 凌昕彤, 汪子涵, 等. 基于哈希接入的跨网络负载均衡[J]. 电子学报, 2024, 52(07): 2201-2211.

XIE Hui, LING Xin-tong, WANG Zi-han, et al. Inter-Network Load Balancing Based on Hash Access[J]. Acta Electronica Sinica, 2024, 52(07): 2201-2211.
谢辉, 凌昕彤, 汪子涵, 等. 基于哈希接入的跨网络负载均衡[J]. 电子学报, 2024, 52(07): 2201-2211. DOI：10.12263/DZXB.20230063

XIE Hui, LING Xin-tong, WANG Zi-han, et al. Inter-Network Load Balancing Based on Hash Access[J]. Acta Electronica Sinica, 2024, 52(07): 2201-2211. DOI：10.12263/DZXB.20230063

摘要

无线接入网复杂化持续加剧，无线设备数量激增.为了提升未来网络容量和资源利用率，需要设计有效的拥塞控制手段和资源调配策略，平衡子网络之间负载，促进跨域资源协同共享.为此，本文在新近提出的哈希接入协议的基础上，设计了哈希接入动态优化策略，根据网络负载状况动态调整接入参数以缓解网络拥塞，并在跨网络场景下进一步提出了负载均衡方案与资源整合再调配方案，为无线接入网整合无线资源、均衡网络负载提供了有用的方法.仿真结果表明，本文提出的哈希接入动态优化策略在保证网络稳定的同时最大化网络吞吐量，资源调配方案能有效地调配失衡的网络负载，提升复杂融合网络性能和接入公平性.

Abstract

The intricacy of wireless access networks continues to escalate

accompanied by a substantial proliferation in the number of wireless devices. In order to augment network capability and resource utilization

it is necessary to design effective access control and resource allocation schemes to balance traffic loads among subnetworks and promote cross-domain resource coordination and sharing. To address this

our paper builds upon the recently proposed Hash Access protocol and devises an optimization method

which dynamically adjusts access parameters based on the network load to alleviate network congestion. Furthermore

this paper presents traffic balancing and resource re-allocation schemes for multi-subnetwork scenarios

offering valuable approaches for integrating wireless resources and offloading traffics. Simulation results demonstrate that the proposed Hash Access optimization method maximizes network throughput while ensuring network stability

and the proposed resource allocation scheme effectively addresses load unbalancing issue

thereby enhancing the performance and fairness for complex integrated networks.

关键词

Keywords

references

WÓJCICKI K , BIEGA SKA M , PALIWODA B , et al . Internet of Things in industry: Research profiling, application, challenges and opportunities—A review [J ] . Energies , 2022 , 15 ( 5 ): 1806 .

JIANG W , HAN B , HABIBI M A , et al . The road towards 6G: A comprehensive survey [J ] . IEEE Open Journal of the Communications Society , 2021 , 2 : 334 - 366 .

安建平 , 李建国 , 于季弘 , 等 . 空天通信网络关键技术综述 [J ] . 电子学报 , 2022 , 50 ( 2 ): 470 - 479 .

AN J P , LI J G , YU J H , et al . Key technologies of space-air-ground communication networks: A survey [J ] . Acta Electronica Sinica , 2022 , 50 ( 2 ): 470 - 479 . (in Chinese)

YOU X H , WANG C X , HUANG J , et al . Towards 6G wireless communication networks: Vision, enabling technologies, and new paradigm shifts [J ] . Science China Information Sciences , 2021 , 64 : 110301 .

3GPP. RAN Improvements for Machine-type Communications: 37.868 [S ] . Sophia Antipolis Cedex: 3GPP, 2015 .

孙君 , 万聪 , 闵宝成 , 等 . 基于退避预测的ACB动态接入新方案 [J ] . 电子学报 , 2019 , 47 ( 12 ): 2544 - 2549 .

SUN J , WAN C , MIN B C , et al . A novel dynamic ACB accessing scheme based on back-off prediction [J ] . Acta Electronica Sinica , 2019 , 47 ( 12 ): 2544 - 2549 . (in Chinese)

LIEN S Y , LIAU T H , KAO C Y , et al . Cooperative access class barring for machine-to-machine communications [J ] . IEEE Transactions on Wireless Communications , 2012 , 11 ( 1 ): 27 - 32 .

HSU Y H , WANG K C , TSENG Y C . Enhanced cooperative access class barring and traffic adaptive radio resource management for M2M communications over LTE-A [C ] // 2013 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference . Piscataway : IEEE , 2013 : 1 - 6 .

司欣然 . 基于分组的MTC接入控制和资源分配研究 [D ] . 西安: 西安电子科技大学 , 2021 .

SI X R . Research on Group-based Access Control and Resource Allocation of MTC [D ] . Xi https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=64848455&type= https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=64848465&type= https://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=64848447&type= 1.18620098 2.69108582 3.175 an: Xidian University , 2021 . (in Chinese)

KYASANUR P , VAIDYA N H . Selfish MAC layer misbehavior in wireless networks [J ] . IEEE Transactions on Mobile Computing , 2005 , 4 ( 5 ): 502 - 516 .

LIU C F , SHU Y T , YANG W C , et al . Throughput modeling and analysis of IEEE 802.11 DCF with selfish node [C ] // IEEE GLOBECOM 2008—2008 IEEE Global Telecommunications Conference . Piscataway : IEEE , 2008 : 1 - 5 .

LING X T , ZHANG B W , XIE H , et al . Hash access in blockchain radio access networks: Characterization and optimization [J ] . IEEE Internet of Things Journal , 2022 , 9 ( 11 ): 8053 - 8066 .

LING X T , WANG J H , LE Y W , et al . Blockchain radio access network beyond 5G [J ] . IEEE Wireless Communications , 2020 , 27 ( 6 ): 160 - 168 .

WANG J H , LING X T , LE Y W , et al . Blockchain-enabled wireless communications: A new paradigm towards 6G [J ] . National Science Review , 2021 , 8 ( 9 ): nwab069 .

LING X T , LE Y W , WANG J H , et al . Practical modeling and analysis of blockchain radio access network [J ] . IEEE Transactions on Communications , 2021 , 69 ( 2 ): 1021 - 1037 .

LING X T , LE Y W , WANG J H , et al . Hash access: Trustworthy grant-free IoT access enabled by blockchain radio access networks [J ] . IEEE Network , 2020 , 34 ( 1 ): 54 - 61 .

CORLESS R M , GONNET G H , HARE D E G , et al . On the LambertW function [J ] . Advances in Computational Mathematics , 1996 , 5 ( 1 ): 329 - 359 .

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