CN102665254B - 基于用户收益的cdma/wlan异构网络接入选择方法 - Google Patents

Abstract

基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，本发明涉及基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法。它为了解决现有的异构网络接入控制技术存在系统收益低、网络中的最大用户数小，从而导致系统资源利用率低的问题。本发明通过分析推导CDMA和WLAN网络中无线资源约束条件及带宽分配，并将网络划分为非饱和状态和饱和状态。通过CDMA和WLAN网络的最大用户收益表达式，获得CDMA网络中的最佳降级因子和WLAN网络的最佳碰撞概率。根据网络状态，获得当前用户收益，从而决定新用户请求是否被接入。本发明适用于无线异构网络领域。

Description

基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法

技术领域

本发明属于无线异构网络的技术，具体涉及基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，针对无线网络覆盖范围、所能容纳的用户数量、用户的业务类型及服务质量（QoS）的不同要求，单一网络已经不能满足人们对通信的需求；并且无线业务迅速增长，多媒体业务的应用愈发广泛，这就要求多种无线接入网络的融合，从而为用户提供更好更优质的服务。CDMA网络与WLAN网络具有典型的互补特性，因此它们之间的无缝融合受到广泛关注。CDMA网络的覆盖范围比较广，漫游性能好，但是数据速率较低，适合语音业务；而WLAN网络虽然覆盖范围小，但可以提供高速的无线接入，更适合数据业务。因此，充分利用它们之间的互补特性，实现多种网络、多种技术、多种业务的相互融合，使用户能享受到具有QoS保证的无缝接入，从而实现对异构网络无线资源的高效利用。

对于CDMA与WLAN网络融合中的接入策略，归根结底主要解决QoS保障和网络资源的合理、高效利用问题。目前常用的异构网络接入控制算法主要有：1)基于终端位置算法，该方法是在重叠覆盖区尽可能使用WLAN网络。当用户处于高速移动状态或处于WLAN系统边缘时，会导致切换频率加快。2)基于信号强度的方法，是通过周期性地测量CDMA和WLAN网络信号，从而保证服务的持续连接。3)基于系统收益的方法，引入效用参数，计算目标网络的代价函数，代价最小说明该网络具有最多的资源，用户选择网络收益最大、代价最小的网络接入。这些方法的广泛应用在一定程度上解决了异构网络的接入控制问题，但是仍然存在系统收益低、网络中的最大用户数小的问题，从而导致系统资源利用率低。

发明内容

本发明为了解决现有的异构网络接入控制技术存在系统收益低、网络中的最大用户数小，从而导致系统资源利用率低的问题，从而提出了基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法。

基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，它包括下述步骤：

步骤一、根据用户分配到的带宽与请求带宽，定义用户收益函数

其中θ为用户对带宽的需求，如果当前任务是语音业务，则θ取值为12.2kbps，如果当前任务是数据业务，则θ取值为64kbps；x表示用户分配到的带宽，

同时执行步骤二和步骤三；

步骤二、获取CDMA网络无线资源的状态，根据CDMA网络无线资源的状态计算无线资源分配的用户最大收益，执行步骤四；

步骤三、获取WLAN网络无线资源的状态，根据WLAN网络无线资源的状态计算无线资源分配的用户最大收益，执行步骤四；

步骤四、根据当前CDMA网络和WLAN网络的网络状态和用户总收益，判断新用户的网络选择，

当CDMA网络和WLAN网络都处于非饱和状态时，新用户根据自己的喜好接入到CDMA网络和WLAN网络中的任何一个网络，语音业务接入到CDMA网络中，数据业务接入到WLAN网络中；

当CDMA网络和WLAN网络中有一个网络处于非饱和状态时，将新用户接入到非饱和的网络中；

当CDMA网络和WLAN网络都处于饱和状态时，判断新呼叫用户的业务类型：

对于新用户为语音业务，计算当前CDMA网络中用户总收益如果用户总收益没有达到最大，将新用户接入到CDMA网络中；否则计算当前WLAN网络中用户总收益如果用户总收益没有达到最大，将新用户接入到WLAN网络；否则拒绝新用户请求；

对于新用户为数据业务，计算当前WLAN网络的用户总收益若用户总收益没有达到最大，将新用户接入到WLAN网络；否则计算当前CDMA网络中用户总收益若用户总收益没有达到最大，将新用户接入到CDMA网络中；否则拒绝新用户请求。

本发明有效解决网络用户总收益低和最大用户数受限的问题。通过对CDMA网络和WLAN网络无线资源约束及其分配策略的计算，最大化CDMA/WLAN异构网络用户总收益，提高网络中最大用户数，优化用户的网络选择，进而提高系统资源利用率。

附图说明

图1为具体实施方式一的方法流程图；

图2为CDMA/WLAN构成的混合异构网络构架图；

图3为CDMA/WLAN异构网络判断新用户的网络选择具体过程流程图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，它包括下述步骤：

步骤一、根据用户分配到的带宽与请求带宽，定义用户收益函数

其中θ为用户对带宽的需求，如果当前任务是语音业务，则θ取值为12.2kbps，如果当前任务是数据业务，则θ取值为64kbps；x表示用户分配到的带宽，用户的总收益随着分配到带宽的增加而增加，但是当分配的带宽等于大于或等于需求的带宽时，用户获得的收益不再增加，恒为1，根据单个用户的收益，在或者基站AP端对所有请求资源的用户总收益进行整体优化，实现用户最大收益化。

同时执行步骤二和步骤三；

步骤二、获取CDMA网络无线资源的状态，根据CDMA网络无线资源的状态计算无线资源分配的用户最大收益，执行步骤四；

步骤三、获取WLAN网络无线资源的状态，根据WLAN网络无线资源的状态计算无线资源分配的用户最大收益，执行步骤四；

步骤四、根据当前CDMA网络和WLAN网络的网络状态和用户总收益，判断新用户的网络选择，如图3所示,对于CDMA和WLAN组成的异构网络，并且考虑在他们的公共覆盖区域内，用户终端为多模终端，能同时接收到CDMA和WLAN的信号，用户终端可以根据更好的QoS服务可以自由选择某个网络接入，基站或无线接入点可以进行控制已使得最大化用户总收益的同时，提高网络的最大用户数。

当CDMA网络和WLAN网络都处于非饱和状态时，新用户根据自己的喜好接入到CDMA网络和WLAN网络中的任何一个网络，语音业务接入到CDMA网络中，数据业务接入到WLAN网络中；

当CDMA网络和WLAN网络中有一个网络处于非饱和状态时，将新用户接入到非饱和的网络中；

当CDMA网络和WLAN网络都处于饱和状态时，判断新呼叫用户的业务类型：

对于新用户为语音业务，计算当前CDMA网络中用户总收益如果用户总收益没有达到最大，将新用户接入到CDMA网络中；否则计算当前WLAN网络中用户总收益如果用户总收益没有达到最大，将新用户接入到WLAN网络；否则拒绝新用户请求；

对于新用户为数据业务，计算当前WLAN网络的用户总收益若用户总收益没有达到最大，将新用户接入到WLAN网络；否则计算当前CDMA网络中用户总收益若用户总收益没有达到最大，将新用户接入到CDMA网络中；否则拒绝新用户请求。

图2表示CDMA/WLAN构成的混合异构网络构架图，CDMA与WLAN异构网络互连分为松耦合和紧耦合两种互联情况，CDMA与WLAN之间的松耦合需要经过IP核心网才能实现信息交互，而紧耦合则WLAN网关可以与CDMA的核心网直接相连，实现信息交互。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，步骤二所述的获取CDMA网络无线资源的状态具体步骤为：考虑用户的带宽分配。CDMA网络容量主要受限于系统内各个移动终端之间的相互干扰，因此采用快速功率控制的方法来消除远近效应，使系统的容量达到最大。在功率控制作用下，基站端接收到移动终端的信干噪比为：

${\left(\frac{E_b}{N_0}\right)}_i=\frac{W}{r_{1i}}\·\frac{g_i{p}_{1_i}}{(1+\mathrm{\ϵ})v_i\underset{j=1,j\≠i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{g}_i{p}_j+N_0{B}_1}---\left(2\right)$

其中，N表示当前CDMA网络中的用户数，信干噪比为每个用户的比特能量比噪声谱密度，其值应该保持在规定的信干噪比门限之上，语音业务为5dB，数据业务为7dB；W为码片速率，取值3.84Mbps；为来自用户i的信号接收功率；p_j为来自用户j的信号接收功率；v_i为用户i的业务激活因子，如果当前任务是语音业务，v_i取值为0.4，如果当前任务是数据业务，v_i取值为0.15；r_1i为CDMA网络用户i的比特速率；g_i为同一小区中用户i的路径增益，取值为1023；g_j为同一小区中用户j的路径增益，取值为1023；η=N₀B₁为热噪声功率，N₀为噪声功率密度，取值为-174dBm/Hz，E_b表示一个比特的能量，B₁为CDMA网络带宽，取5Mbps；小区间干扰功率与小区内干扰功率之比为E(I_n)/E(I_h)=ε，取0.4～0.6之间，I_n是相邻小区的干扰功率；I_h为本小区中与用户i位于同一扇区的其它用户产生的总干扰功率

$I_h=v_i\underset{j=1,j\≠i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j{p}_j---\left(3\right)$

为用户终端要求的服务质量所对应的目标信干噪比，v_i表示业务激活因子，令α=(1+ε)v_i,在精确的功率控制下有用户i的资源使用为：

所以系统总的资源为：

当单个用户所使用的无线资源远远小于总资源并且噪声功率相对于总干扰功率可以忽略时，

当时，CDMA网络处于非饱和状态，当时，CDMA系统处于饱和状态。

具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式二所述的基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，步骤二所述的计算CDMA网络无线资源分配的用户最大收益的具体步骤为：用户所占用的资源随着系统内用户数的增加而增加，并且受限于公式(6)，

当CDMA网络处于非饱和状态时，CDMA系统用户数为N，根据用户收益函数的定义，此时所有用户分配到的带宽都满足其请求带宽，则CDMA网络无线资源分配的用户总收益为N；

当CDMA系统处于饱和状态时，按照系统资源受限，不能再接入新的用户，此时网络中的用户数达到上限N，为了提高系统的最大用户数和用户总收益，将网络中现有数据业务用户的带宽r_i进行降级，定义一个取值大于1的降级因子M，降级以后的速率为r′_i，M可表示为：

r′_i=(1-1/M)*r_1i   （7）

系统中的用户数为N'，用户总收益可以表示为：

$\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{total}}^C=\underset{i=1}{\overset{N^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}U(r_i^{\′},R_{1_i})\\ =\underset{i=1}{\overset{N^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-\frac{4{(r_i^{\′}-R_{1_i})}^2}{{R_{1_i}}^2})\\ =\underset{i=1}{\overset{N^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-4*{((1-\frac{1}{M})r_{1i}-R_{1_i})}^2/{R_{1_i}}^2)\\ =N^{\′}*\exp (-4/M^2)\end{array}---\left(8\right)$

其中，R_i为用户请求的带宽，N'受限于公式（9）

$N^{\′}=\frac{N}{(1-1/M)}---\left(10\right)$

网络中用户数增加根据公式(8)和(10)有

$U_{\mathrm{total}}^C=\frac{N}{(1-1/M)}*\exp (-4/M^2)---\left(11\right)$

显然，用户总收益随着降级因子M的增加而增加，但并不是无限增加，因为系统内的最大用户数受限于公式(9)，对公式(11)中的M求导，得到使得最大的降级因子M^*，将该降级因子M^*带入公式（11），获得了CDMA网络中用户最大收益可表示为： $U_{\mathrm{total}}^{\mathrm{CMAX}}=\frac{N}{(1-1/M^{*})}*\exp (-4/M^{*2}).$

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式三所述的基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，步骤三所述的获取WLAN网络无线资源的状态具体步骤为：

在每个时隙节点发送数据的概率为p_t，n为当前WLAN网络中的用户数，每一个用户终端能够感知到的发送数据冲突概率为p，可以用来作为业务的QoS性能。冲突概率p是指当前退避时隙至少一个相邻节点发送数据的概率，它可以表达为：

p=1-(1-p_t)^(n-1)   (12)

WLAN系统信道利用率为：

$R_s\left(p\right)=\frac{p_s{T}_s}{p_i{\mathrm{\σ}}_s+p_s{T}_s+p_c{T}_c}---\left(13\right)$

其中σ_s是一个空闲退避时隙的长度；p_s表示成功传输的概率p_s=np_t(1-p_t)^n-1，p_i表示所观察的退避时隙是空闲的概率p_i=(1-p_t)ⁿ；p_c表示在同一个退避时隙至少有两个并发传输的概率p_c=1-p_i-p_s；T_s表示一次成功传输需要的平均时间；T_c表示一次冲突耗去的平均时间；采用RTS/CTS机制来避免冲突，

T_s=T_rts+T_cts+T_data+T_ack+3T_sifs+T_difs   (14)

T_c=T_rts+T_cts+T_sifs+T_difs   (15)

其中T_rts为请求发送协议的时间；T_cts为允许发送时间；T_ack为消息应答时间；T_data为数据传输时间；T_sifs为最小帧间间隔时间；T_difs为分布式帧间间隔时间，

得到WLAN网络归一化吞吐量S

$\begin{array}{c}S\left(p\right)=R_s\left(p\right)*T_{\mathrm{data}}/T_s\\ =\frac{p_s{T}_s*T_{\mathrm{data}}}{(p_i{\mathrm{\σ}}_s+p_s{T}_s+p_c{T}_c)T_s}\end{array}---\left(16\right)$

其中，T_data是成功传输一次数据包所需要的平均时间，由(16)可知，归一化吞吐量依赖于信道利用率，WLAN网络提供给用户的总带宽表示为：

$\begin{array}{c}{B}_a=B_{2}S\left(p\right)=B_2\frac{R_s\left(p\right)T_{\mathrm{data}}}{T_s}\\ =\frac{B_2{p}_s{T}_s*T_{\mathrm{data}}}{(p_i{\mathrm{\σ}}_s+p_s{T}_s+p_c{T}_c)T_s}\end{array}---\left(17\right)$

其中，B₂是WLAN网络的宽带，B₂=11Mbps；WLAN网络可以将带宽公平的分配给各个用户终端，采用DS-RWBO算法，那么网络可以按照各个用户终端的带宽需求进行无线资源的公平分配，各用户带宽分配为：

其中，为WLAN网络用户分配到的带宽；为WLAN网络用户请求的带宽，

当时，WLAN网络处于非饱和状态，当时，WLAN网络处于饱和状态。

具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，步骤三所述的计算WLAN网络无线资源分配的用户最大收益的具体步骤为：

WLAN网络的最大吞吐量通过控制冲突概率为一个最优值p^*才能达到。而此时达到的最大吞吐量不受节点数n的影响。可以有效的控制网络中各个节点的输入业务速率，那么WLAN网络可以达到最大吞吐量。通过对(17)求导，并令其等于0，即进而能获得了使得WLAN网络吞吐量最大的最佳冲突概率p^*，

当WLAN网络处于非饱和状态时，由公式(18)可知，此时用户获得的带宽即为用户请求的带宽，当网络中有n个用户数，用户收益为n；

当WLAN网络处于饱和状态时，此时用户获得的速率r_i由公式(18)得到，此时WLAN系统中用户数为n，用户最大收益可表示为：

$\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{total}}^W=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}U(r_{2i},R_{2_i})\\ =\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-4*{(B\·\frac{R_s\left(p^{*}\right)T_{\mathrm{data}}{R}_{2_i}}{T_s\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{2_i}})}^2/{R_2}_i^2)\\ =\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-4*{({\mathrm{BR}}_s\left(p^{*}\right)T_{\mathrm{data}}/T_s\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{2_i}-1)}^2)\end{array}---\left(19\right).$

Claims (1)

1.基于用户收益的CDMA/WLAN异构网络接入选择方法，其特征在于，它包括下述步骤：

步骤一、根据用户分配到的带宽与请求带宽，定义用户收益函数

其中θ为用户对带宽的需求，如果当前任务是语音业务，则θ取值为12.2kbps，如果当前任务是数据业务，则θ取值为64kbps；x表示用户分配到的带宽，

同时执行步骤二和步骤三；

步骤二、获取CDMA网络无线资源的状态，根据CDMA网络无线资源的状态计算无线资源分配的用户最大收益，执行步骤四；

步骤三、获取WLAN网络无线资源的状态，根据WLAN网络无线资源的状态计算无线资源分配的用户最大收益，执行步骤四；

步骤四、根据当前CDMA网络和WLAN网络的网络状态和用户总收益，判断新用户的网络选择，

当CDMA网络和WLAN网络都处于非饱和状态时，新用户根据自己的喜好接入到CDMA网络和WLAN网络中的任何一个网络，语音业务接入到CDMA网络中，数据业务接入到WLAN网络中；

当CDMA网络和WLAN网络中有一个网络处于非饱和状态时，将新用户接入到非饱和的网络中；

当CDMA网络和WLAN网络都处于饱和状态时，判断新呼叫用户的业务类型：

对于新用户为语音业务，计算当前CDMA网络中用户总收益如果用户总收益没有达到最大，将新用户接入到CDMA网络中；否则计算当前WLAN网络中用户总收益如果用户总收益没有达到最大，将新用户接入到WLAN网络；否则拒绝新用户请求；

对于新用户为数据业务，计算当前WLAN网络的用户总收益若用户总收益没有达到最大，将新用户接入到WLAN网络；否则计算当前CDMA网络中用户总收益若用户总收益没有达到最大，将新用户接入到CDMA网络中；否则拒绝新用户请求；

步骤二所述的获取CDMA网络无线资源的状态具体步骤为：在功率控制作用下，基站端接收到移动终端的信干噪比为：

${\left(\frac{E_b}{N_0}\right)}_i=\frac{W}{r_{1i}}\·\frac{g_i{p^1}_i}{(1+\mathrm{\ϵ})v_i\underset{j=1,j\≠i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j{p}_j+N_0{B}_1}---\left(2\right)$

其中，N表示当前CDMA网络中的用户数，信干噪比为每个用户的比特能量比噪声谱密度，其值应该保持在规定的信干噪比门限之上，语音业务为5dB，数据业务为7dB；W为码片速率，取值3.84Mbps；p¹ _i为来自用户i的信号接收功率；p_j为来自用户j的信号接收功率；v_i为用户i的业务激活因子，如果当前任务是语音业务，v_i取值为0.4，如果当前任务是数据业务，v_i取值为0.15；r_1i为CDMA网络用户i的比特速率；g_i为同一小区中用户i的路径增益，取值为1023；g_j为同一小区中用户j的路径增益，取值为1023；η＝N₀B₁为热噪声功率，N₀为噪声功率密度，取值为-174dBm/Hz，E_b表示一个比特的能量，B₁为CDMA网络带宽，取5Mbps；小区间干扰功率与小区内干扰功率之比为E(I_n)/E(I_h)＝ε，取0.4～0.6之间，I_n是相邻小区的干扰功率；I_h为本小区中与用户i位于同一扇区的其它用户产生的总干扰功率

$I_h=v_i\underset{j=1,j\≠i}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j{p}_j---\left(3\right)$

为用户终端要求的服务质量所对应的目标信干噪比，令用户i的资源使用为：

所以系统总的资源为：

当时，CDMA网络处于非饱和状态，当时，CDMA系统处于饱和状态；

步骤二所述的计算CDMA网络无线资源分配的用户最大收益的具体步骤为：用户所占用的资源随着系统内用户数的增加而增加，并且受限于公式(6)，

当CDMA网络处于非饱和状态时，CDMA系统用户数为N，则CDMA网络无线资源分配的用户总收益为N；

当CDMA系统处于饱和状态时，网络中的用户数达到上限N，将网络中现有数据业务用户的带宽r_i进行降级，定义一个取值大于1的降级因子M，降级以后的速率为r_i′，M可表示为：

r_i′＝(1-1/M)＊r_1i               (7)

系统中的用户数为N′，用户总收益可以表示为：

$\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{total}}^C=\underset{i=1}{\overset{N^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}U({r_i}^{\′},R_{1_i})\\ =\underset{i=1}{\overset{N^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-\frac{4{({r_i}^{\′}-R_{1_i})}^2}{{R_{1_i}}^2})\\ =\underset{i=1}{\overset{N^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-4*{((1-\frac{1}{M})r_{1i}-R_{1_i})}^2/{R_{1_i}}^2)\\ =N^{\′}*\exp (-4/M^2)\end{array}---\left(8\right)$

其中，为CDMA网络用户请求的带宽，N′受限于公式(9)

$N^{\′}=\frac{N}{(1-1/M)}---\left(10\right)$

网络中用户数增加根据公式(8)和(10)有

$U_{\mathrm{total}}^C=\frac{N}{(1-1/M)}*\exp (-4/M^2)---\left(11\right)$

系统内的最大用户数受限于公式(9)，对公式(11)中的M求导，得到使得最大的降级因子M^＊，将该降级因子M^＊带入公式(11)，获得了CDMA网络中用户最大收益 $U_{\mathrm{total}}^{\mathrm{CMAX}}=\frac{N}{(1-1/M^{*})}*\exp (-4/M^{*2});$

步骤三所述的获取WLAN网络无线资源的状态具体步骤为：

在每个时隙节点发送数据的概率为p_t，n为当前WLAN网络中的用户数，每一个用户终端能够感知到的发送数据冲突概率为p，冲突概率p是指当前退避时隙至少一个相邻节点发送数据的概率，它可以表达为：

p＝1-(1-p_t)^(n-1)                 (12)

WLAN系统信道利用率为：

$R_s\left(p\right)=\frac{p_s{T}_s}{p_i{\mathrm{\σ}}_s+p_s{T}_s+p_c{T}_c}---\left(13\right)$

其中σ_s是一个空闲退避时隙的长度；p_s表示成功传输的概率p_s＝np_t(1-p_t)^n-1，p_i表示所观察的退避时隙是空闲的概率p_i＝(1-p_t)ⁿ；p_c表示在同一个退避时隙至少有两个并发传输的概率p_c＝1-p_i-p_s；T_s表示一次成功传输需要的平均时间；T_c表示一次冲突耗去的平均时间；采用RTS/CTS机制来避免冲突，

T_s＝T_rts+T_cts+T_data+T_ack+3T_sifs+T_difs          (14)

T_c＝T_rts+T_cts+T_sifs+T_difs                    (15)

其中T_rts为请求发送协议的时间；T_cts为允许发送时间；T_ack为消息应答时间；T_data为数据传输时间；T_sifs为最小帧间间隔时间；T_difs为分布式帧间间隔时间，

得到WLAN网络归一化吞吐量S(p)

$\begin{array}{c}S\left(p\right)=R_s\left(p\right)*T_{\mathrm{data}}/T_s\\ =\frac{p_s{T}_s*T_{\mathrm{data}}}{(p_i{\mathrm{\σ}}_s+p_s{T}_s+p_c{T}_c)T_s}\end{array}---\left(16\right)$

其中，T_data是成功传输一次数据包所需要的平均时间，由(16)可知，归一化吞吐量依赖于信道利用率，WLAN网络提供给用户的总带宽表示为：

$\begin{array}{c}{B}_a=B_{2}S\left(p\right)=B_2\frac{R_s\left(p\right)T_{\mathrm{data}}}{T_s}\\ =\frac{B_2{p}_s{T}_s*T_{\mathrm{data}}}{(p_i{\mathrm{\σ}}_s+p_s{T}_s+p_c{T}_c)T_s}\end{array}---\left(17\right)$

其中，B₂是WLAN网络的宽带，B₂＝11Mbps；WLAN网络按照各个用户终端的带宽需求进行无线资源的公平分配，各用户带宽分配为：

其中，为WLAN网络用户分配到的带宽；为WLAN网络用户请求的带宽，

当时，WLAN网络处于非饱和状态，当时，WLAN网络处于饱和状态；

步骤三所述的计算WLAN网络无线资源分配的用户最大收益的具体步骤为：

通过对(17)求导，并令其等于0，即能获得了使得WLAN网络吞吐量最大的最佳冲突概率p^＊，

当WLAN网络处于非饱和状态时，由公式(18)可知，此时用户获得的带宽即为用户请求的带宽，当网络中有n个用户数，用户收益为n；

当WLAN网络处于饱和状态时，此时用户获得的速率r_i由公式(18)得到，此时WLAN系统中用户数为n，用户最大收益可表示为：

$\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{total}}^W=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}U(r_{2i},R_{2_i})\\ =\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-4*{(B\·\frac{R_s\left(p^{*}\right)T_{\mathrm{data}}{R}_{2_i}}{T_s\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{2_i}}-R_{2_i})}^2/{R_2}_i^2)\\ =\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\exp (-4*{({\mathrm{BR}}_s\left(p^{*}\right)T_{\mathrm{data}}/T_s\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{2_i}-1)}^2)\end{array}---\left(19\right).$