蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法

摘要

本发明涉及一种蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法，包括确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及当前状态、在状态空间中确定对应动作空间、在动作空间中根据最大化利用无线资源与保证业务可用性和连续性准则决定选择相应动作、执行该动作、更新系统当前状态、当互操作系统中有下一事件发生时重复执行。采用该种蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法，采用了该发明的蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法，使得公共安全陆地无线网络在保证业务的可用性和连续性的同时使得网络的收益最大化，从而实现了最大化的利用无线网络资源，同时使得服务质量得到了较好地保证。

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，特别涉及无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作技术领域，具体是指一种蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法。

背景技术

公共安全部门人员在执行任务的过程中需要队员们之间进行及时有效的沟通，这样才能挽救更多的生命和财产，比如消防部门在应对各种天灾和人祸，公安部门在应付各种犯罪行为，恐怖袭击，等等。有效的通信在公共安全部门人员执行任务过程中是至关重要的。伴随着无线技术的提高，移动无线技术在公共安全部门人员执行任务过程中扮演着越来越重要的角色。当前多数公共安全部门使用公共安全陆地移动无线网络来统一指挥救援小组和应对紧急情况的发生。但是当前网络的配置仅仅只能提供窄带电路域语音业务以及低速率的数据业务。

然而，现在的商业无线蜂窝网络，比如，第三代宽带码分多址系统可以支持分组业务，支持多种多样的多媒体业务，包括语音，数据，网页浏览，视频等等。高速下行分组接入技术能够支持14.4Mbps的下行速率。第四代蜂窝接入技术能够理论上任何人无论何时何地都可以获得100Mbps的速率。

为何这两种无线网络有这么大的差别，最主要的原因就是市场需求，频谱策略和其他的一些因素。比如，无线蜂窝网络的用户群的人数远远大于公共安全网的用户数。这样的结果就是用于研发无线蜂窝网络的研发资金要比研发公共安全陆地无线网络的资金多出很多。

公共安全部门人员如果能够通过国际互联网让不在现场的指挥官和专家知道现场实时的情况，就可以得到专业的帮助，从而可以挽救更多的生命和财产。然而现在的公共安全陆地无线网络中，这些业务是没有的。我们可以提高这两种网络的互操作性，这样可以利用无线蜂窝网络提供给公共安全部门人员更多的方便，包括多媒体业务，比如视频，提高的用户数据速率和提供低成本的设备。

如果无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络可互操作，当公共安全部门人员不能接入到公共安全陆地无线网络的时候就能够接入到无线蜂窝网络。因此当公共安全部门人员在通信会话的过程中离开了公共安全网络的覆盖范围时，会话就能够被切换到无线蜂窝网络中，而不是被切断通信。

由于天灾人祸或犯罪行为经常发生在某一个地区，一般蜂窝网络的覆盖范围都要大于公共安全网络的覆盖范围，我们假设公共安全网络的覆盖范围包含在蜂窝网络的覆盖范围之内。公共安全部门人员使用的移动设备在公共安全网覆盖的范围内即可以接入公共安全网络，也可以接入蜂窝网络，对于商业用户只可以接入蜂窝网络。公共安全部门人员可以通过蜂窝网络获得基于IP的多媒体业务(比如视频流)，可以通过公共安全网络进行使命攸关的任务。由于公共安全部门人员可以在这两个网络之间自由的移动，那么就要支持这个互操作系统的切换。在这个可互操作的系统中，公共安全部门人员在应对各种困难的时候可以有效的使用当前最先进的技术与外界联络。

同时，因为无线蜂窝网络是一个商业运营网络，是以获得最大收益为前提的。这就需要在公共安全陆地无线网络和无线蜂窝无线网络之间的互操作系统中对会话接入进行平衡，在保证安全部门人员的会话阻塞率低于一个限制的同时，需要保证无线蜂窝网络能够得到最大化的收益。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够最大化的利用公共安全陆地网络和无线蜂窝网络互操作网络的资源、同时能够保证业务的可用性和连续性、提高无线资源的使用效率、保证公共安全陆地无线网络的服务质量、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法。

为了实现上述的目的，本发明的蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法如下：

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态；

(2)在所述的状态空间中确定对应的动作空间；

(3)在所述的动作空间中根据最大化利用无线资源与保证业务可用性和连续性准则决定选择相应的动作；

(4)执行该被决定选择的动作；

(5)更新系统当前的状态；

(6)当蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中有下一个事件发生时，返回上述步骤(2)。

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法中的确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态包括以下步骤：

(1)根据以下公式确定无线蜂窝网络的状态向量x_c：

x_c＝(n_c，1，n_c，2…，n_c，J)，其中n_c，J为在无线蜂窝网络中激活的会话类型为j的用户数，J为业务的类型数；

(2)根据以下公式确定公共安全陆地无线网络的状态向量x_l：

x_l＝(n_l，1，n_l，2…，n_l，J)，其中n_l，J为在公共安全网络中激活的会话类型为j的用户数，J为业务的类型数；

(3)根据以下公式确定无线蜂窝网络的发送功率P_T：

$P_T=\frac{P_p+P_N\Lambda }{1-\eta },$P_p为公共控制信道使用的功率，P_N为背景噪声的功率，$\Lambda =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{L_i}{>w{\omega }_j{R}_j}+\rho ,$$\eta =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{\rho +\gamma }{\frac{W}{{\omega }_j{R}_j}+\rho }$为下行负荷系数，W为总共小区的带宽，R_j为业务类型j的用户的平均比特率，ω_j为业务类型j的用户的信号噪声比的最低门限值，ρ为正交因子，γ为小区间干涉和小区内功率的比值，L_i为用户i路径损耗；

(4)根据以下公式确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态X：

$X=\{x=[x_l,x_c]$

$:\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{n}_{l,j}{c}_j\le C,P_T\le P_T^{\mathrm{MAX}}\};$

其中，为J维的正整数向量集合，C为所述的公共安全陆地无线网络的信道容量，为基站的最大发送功率。

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法中的在状态空间中确定对应的动作空间包括以下步骤：

(1)根据以下公式确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统在决策纪元t的状态向量x(t)：

x(t)＝[x_l(t)，x_c(t)]；

(2)根据以下公式确定要求接入公共安全陆地无线网络的业务所执行动作的行向量a_l，n(t_k)：

a_l，n(t_k)＝[a_l，n，1(t_k)，a_l，n，2(t_k)，…，a_l，n，J(t_k)]∈{-1，0，1}^J；

其中t_k为决策时刻，k＝0，1，2…，a_l，n，J(t_k)为在t_k上系统对一个到达公共安全陆地无线网络的类型j的会话所做的响应，1代表该会话被允许接入该公共安全陆地无线网络，0代表系统拒绝接入网络，而-1代表该会话被允许接入到无线蜂窝网络中；

(3)根据以下公式确定要求接入无线蜂窝网络的业务所执行动作的行向量a_c，n(t_k)：

a_c，n(t_k)＝[a_c，n，1(t_k)，a_c，n，2(t_k)，…，a_c，n，J(t_k)]∈{-1，0，1}^J；

其中t_k为决策时刻，k＝0，1，2…，a_c，n，J(t_k)为在t_k上系统对一个到达无线蜂窝网络的类型j的会话所做的响应，1代表该会话被允许接入该无线蜂窝网络，0代表系统拒绝接入网络，而-1代表该会话被允许接入到公共安全陆地无线网络中；

(4)根据以下公式确定要求切换到无线蜂窝网络的业务所执行动作的行向量a_l，n(t_k)：

a_l，h(t_k)＝[a_l，h，1(t_k)，a_l，h，2(t_k)，...，a_l，h，J(t_k)]∈{0，1}^J

其中a_l，h，j(t_k)代表在t_k上系统对一个要求切换到无线蜂窝网络的类型j的会话所做的响应，1代表系统允许切换，0代表切换失败，即此会话将保留在公共安全陆地无线网络中；

(5)根据以下公式确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间X中的动作空间A_x：

A_x＝{a∈A_x∶a_l，n，j≠1如果$[(x_l+e_j),x_c]\notin X,$

a_l，n，j≠-1，a_c，n，j＝0且a_l，h，j＝0

如果$[x_l,(x_c+e_j)]\notin X,j=\mathrm{1,2},···,J,$且

a≠(0，0，…，0)if x＝(0，0，…，0)}；

其中，A＝{a＝[a_l，n，a_c，n，a_l，h]∶a_l，n∈{-1，0，1}^J，a_c，n∈{-1，0，1}^J，a_l，h∈{0，1}^J}，e_j∈{0，1}^J是一个除了第j个元素为1以外，其他元素均为0的行向量，x_l+e_j表示公共安全陆地无线网络中增加一个类型j的会话，x_c+e_j表示无线蜂窝网络中增加一个类型j的会话。

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法中的根据最大化利用无线资源与保证业务可用性和连续性准则决定选择相应的动作包括以下步骤：

(1)根据以下公式得到系统的状态转移概率p_xy(a)：

其中，当x≤0并且δ(x)＝1，或者x>0时，

S₁＝(λ_c，n，ja_c，n，j+λ_l，n，jδ(-a_l，n，j))τ_x(a)，S₂＝(μ_l，t，j+μ_l，h，j(1-a_l，h，j))n_l，jτ_x(a)，δ(x)＝0，

${\tau }_x\left(a\right)={[\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}({\lambda }_{c,n,j}{a}_{c,n,j}+{\mu }_{l,h,j}{n}_{l,j}+{\lambda }_{l,n,j}|a_{l,n,j}|+{\mu }_{c,h,j}{n}_{c,j}{a}_{l,h,j})+\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}({\mu }_{c,t,j}{n}_{c,j}+{\mu }_{l,t,j}{n}_{l,j})]}^{-1},$

所述的p_xy(a)为在时刻t_k状态为x决策为a的条件下，在时刻t_k+1系统状态转移到y的概率；τ_x(a)为系统在状态-动作对(x，a)下所逗留的时间，且类型j(j＝1，2，...，J)的会话到达无线蜂窝网络的概率服从参数为λ_c，n，j的泊松分布，类型j的会话到达公共安全陆地无线网络的概率服从参数为λ_l，n，j的泊松分布，类型j的会话从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的概率服从参数为μ_l，h，j的泊松分布，类型j的会话在无线蜂窝网络中的持续时间服从均值为1/μ_c，t，j的指数分布，类型j的会话在公共安全陆地无线网络中的持续时间服从均值为1/μ_l，t，j的指数分布；

(2)根据以下公式得到系统运营的收益r(x，a)：

$r(x,a)=\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[w_{l,n,j}\delta \left(a_{l,n,j}\right)+w_{c,n,j}\delta (-a_{l,n,j})+w_{c,n,j}{a}_{c,n,j}+w_{l,h,j}{a}_{l,h,j}];$

其中是与公共安全陆地无线网络中的类型j的会话相关的权值，是与无线蜂窝网络中的新接入的类型j的会话相关的权值，是与切换到无线蜂窝网络中的类型j的会话相关的权值，用来调整公共安全陆地无线网络和无线蜂窝网络之间收益差异；

(3)根据系统当前的状态确定系统的平衡概率；

(4)根据系统的平衡概率确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中的会话阻塞概率；

(5)根据该会话阻塞概率所必须满足的条件，并根据使单位时间内网络运营平均收益最大化的控制准则列出以下方程组：

$\underset{z_{\mathrm{xa}}\ge 0,x\in X,a\in A_x}{\max }\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }r(x,a){\tau }_x\left(a\right)z_{\mathrm{xa}},$

相应的约束条件为：

$\underset{a\in A_y}{\Sigma }{z}_{\mathrm{ya}}-\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }{p}_{\mathrm{xy}}\left(a\right)z_{\mathrm{xa}}=0,y\in X;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }{z}_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)=1;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }(1-\left|a_{l,n,j}\left(x\right)\right|)z_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N,j=\mathrm{1,2},···,J;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }(1-a_{l,h,j}\left(x\right))z_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^H,j=\mathrm{1,2},···,J;$

其中，z_xa是决定值，x∈X，a∈A_x，z_xaτ_x(a)为系统在稳定状态x选择了动作a的概率，即稳态率，为将公共安全陆地无线网络的类型j的会话新接入到无线蜂窝网络的阻塞概率的最高限值，为从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的类型j的会话掉话阻塞概率的最高限值；

(6)使用线性规划算法或者加强学习算法对于以上的方程组求解，得到被决定选择的动作。

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法中的确定系统的平衡概率包括以下步骤：

(1)根据以下公式得到无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的总体平衡方程：

$\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\pi }_u(x-e_{l,j}){\lambda }_{l,j}{a}_j(x-e_{l,j})+{\pi }_u(x-e_{c,j}){\lambda }_{c,j}{a}_j(x-e_{c,j})$

$+{\pi }_u(x+e_{l,j}){\mu }_{l,j}(n_{l,j}+1)+{\pi }_u(x+e_{c,j}){\mu }_{c,j}(n_{c,j}+1)]$

$=\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\lambda }_{l,j}{a}_j\left(x\right)+{\mu }_{l,j}(n_{l,j}+1)]{\pi }_u\left(x\right)+\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\lambda }_{c,j}{a}_j\left(x\right)+{\mu }_{c,j}(n_{c,j}+1)]{\pi }_u\left(x\right),x\in X;$

其中，为在每个无线资源分配算法中的马尔可夫过程，为正实数集合，π_u(x)为在使用算法u时系统在状态x的平衡概率，e_l，j∈{0，1}^J为公共安全陆地无线网络中只有在第j个组成部分的时候为1、其余为0的行向量，x+e_l，j表示在公共安全陆地无线网络中增加一个类型j的链接，x-e_l，j表示在公共安全陆地无线网络中减少一个类型j的链接，e_c，j∈{0，1}^J为无线蜂窝网络中只有在第j个组成部分的时候为1、其余为0的行向量，x+e_c，j表示在无线蜂窝网络中增加一个类型j的链接，x-e_c，j表示在无线蜂窝网络中减少一个类型j的链接，λ_l，j和1/μ_l，j分别为公共安全陆地无线网络中的接入比率和离开比率，λ_c，j和1/μ_c，j分别为无线蜂窝网络中的接入比率和离开比率；

(2)从所述的总体平衡方程中解出平衡概率π_u(x)。

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法中的确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中的会话阻塞概率为：

根据以下公式得到该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中的会话阻塞概率

$P_{l,j}^b=\underset{i\in X_j}{\Sigma }\pi \left(i\right)$

其中$X_j\subseteq X,$j为业务类型。

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法中的会话阻塞概率所必须满足的条件为：

$P_{l,j}^N\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N,$

$P_{l,j}^H\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^H,$

其中，为新接入的会话阻塞率，为从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的掉话概率，j为业务类型，为讲公共安全陆地无线网络的会话新接入到无线蜂窝网络的阻塞概率的最高限值，为从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的会话掉话阻塞概率的最高限值。

采用了该发明的蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法，由于其利用在3GPP的发布的第七版协议中的第三代码分多址移动通信网络中的多媒体子系统结构，使得蜂窝网络和公共安全网络之间可以互操作，多媒体子系统的核心网络可以扩展连接其它的网络，并在多媒体子系统框架结构中将公共安全网络作为其它的可扩展网络来对待，同时再多媒体子系统的上层应用中和公共安全网络中均使用初始会话协议，这样就可以使得IP多媒体子系统与公共安全网络之间实现了互操作，同时还通过将无线蜂窝网络和公共安全网络这个可互操作系统中的联合资源管理问题建立为一个半马尔可夫决策过程模型，使用线性算法来解这个模型来得到最佳的联合无线资源管理策略，从而当一个新的公共安全部门人员要求接入的会话或是一个从公共安全网络切换进来的会话要切换到无线蜂窝网络中时，能够根据当前系统的状态决定是否让其接入到蜂窝网络中，从而可以使得公共安全陆地无线网络在保证业务的可用性和连续性的同时最优地利用了现有的无线蜂窝网络的资源，可以更加有效的给安全部门人员提供更先进、更高效的通信，从而更好的为公众服务；不仅如此，本发明的方法能够在保证紧急业务的可用性和连续性的前提下，使得网络的收益最大化，从而最大化的利用了无线网络资源。

附图说明

图1为无线蜂窝网络中的IP多媒体子系统的功能模块组成示意图。

图2为本发明的蜂窝网络和公共安全网络的互操作系统的功能模块组成示意图。

图3为本发明的蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法的工作流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1和图2所示，该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统，其中所述的无线蜂窝网络中具有IP多媒体子系统，所述的IP多媒体子系统包括呼叫会话控制功能代理节点1、服务呼叫会话控制功能节点2、询问呼叫会话控制功能节点3、归属地寄存器4、应用服务器5，所述的呼叫会话控制功能代理节点1、归属地寄存器4和应用服务器5均与所述的服务呼叫会话控制功能节点2相连接，所述的归属地寄存器4和应用服务器5均与所述的询问呼叫会话控制功能节点3相连接，其中，所述的公共安全陆地无线网络中包括接入控制模块6和初始会话代理模块7，所述的接入控制模块6通过所述的初始会话代理模块7与所述的询问呼叫会话控制功能节点3相连接，同时，该初始会话代理模块7与所述的询问呼叫会话控制功能节点3之间通过初始会话协议相互之间进行互操作。

在实际应用当中，3GPP中介绍的IP多媒体子系统是作为3G网络提供无缝的多媒体业务的关键。在图1所显示的通用的多媒体子系统信令框架中，这个信令网络由一组呼叫会话控制功能节点组成。他们发信号给已经建立任务的代理，在保证服务质量和计费的前提下，修改，释放多媒体会话，其中：

●呼叫会话控制功能代理节点1：为移动终端的利益起作用。

●服务呼叫会话控制功能节点2：执行用户注册和会话控制。

●询问呼叫会话控制功能节点3：在运营商之间起代理和网络拓扑隐藏的作用。

●归属地寄存器4：存放用户的鉴权之类的信息。

●应用服务器5：可以连接到多媒体子系统，提供更多的服务。

在多媒体子系统中，3GPP选择了会话初始协议作为核心协议执行信令任务。会话初始协议被设计为建立，修改和释放IP网络中的会话。纵观来看会话初始协议不是一个完整的通信系统，只是多媒体架构的一个组成部分。会话初始协议支持多媒体会话的五个基本方面：用户登记，用户可用性，用户能力，会话协商和会话管理。

在图2中所呈现的互操作系统的模型中，询问呼叫会话控制功能节点3是无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络之间互联的接入点。

再请参阅图3所示，该确定上述的系统中的会话阻塞概率的方法，包括以下步骤：

该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中实现最佳资源管理的方法，包括以下步骤：

(1)确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态，包括以下步骤：

(a)根据以下公式确定无线蜂窝网络的状态向量x_c：

x_c＝(n_c，1，n_c，2…，n_c，J)，其中n_c，j为在无线蜂窝网络中激活的会话类型为j的用户数，J为业务的类型数；

(b)根据以下公式确定公共安全陆地无线网络的状态向量x_l

x_l(n_l，1，n_l，2…，n_l，J)，其中n_l，j为在公共安全网络中激活的会话类型为j的用户数，J为业务的类型数；

(c)根据以下公式确定无线蜂窝网络的发送功率P_T：

$P_T=\frac{P_p+P_N\Lambda }{1-\eta },$P_p为公共控制信道使用的功率，P_N为背景噪声的功率，$\Lambda =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{L_i}{\frac{w}{{\omega }_j{R}_j}+\rho },$$\eta =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{\rho +\gamma }{\frac{W}{{\omega }_j{R}_j}+\rho }$为下行负荷系数，W为总共小区的带宽，R_j为业务类型j的用户的平均比特率，ω_j为业务类型j的用户的信号噪声比的最低门限值，ρ为正交因子，γ为小区间干涉和小区内功率的比值，L_i为用户i路径损耗；(d)根据以下公式确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态X：

$X=\{x=[x_l,x_c]$

$:\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{n}_{l,j}{c}_j\le C,P_T\le P_T^{\mathrm{MAX}}\};$

其中，为J维的正整数向量集合，C为所述的公共安全陆地无线网络的信道容量，为基站的最大发送功率；

(2)在所述的状态空间中确定对应的动作空间，包括以下步骤：

(a)根据以下公式确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统在决策纪元t的状态向量x(t)：

x(t)＝[x_l(t)，x_c(t)]；

(b)根据以下公式确定要求接入公共安全陆地无线网络的业务所执行动作的行向量a_l，n(t_k)：

a_l，n(t_k)＝[a_l，n，1(t_k)，a_l，n，2(t_k)，…，a_l，n，J(t_k)]∈{-1，0，1}^J；

其中t_k为决策时刻，k＝0，1，2…，a_l，n，j(t_k)为在t_k上系统对一个到达公共安全陆地无线网络的类型j的会话所做的响应，1代表该会话被允许接入该公共安全陆地无线网络，0代表系统拒绝接入网络，而-1代表该会话被允许接入到无线蜂窝网络中；

(c)根据以下公式确定要求接入无线蜂窝网络的业务所执行动作的行向量a_c，n(t_k)：

a_c，n(t_k)＝[a_c，n，1(t_k)，a_c，n，2(t_k)，…，a_c，n，J(t_k)]∈{-1，0，1}^J；

其中t_k为决策时刻，k＝0，1，2…，a_c，n，j(t_k)为在t_k上系统对一个到达无线蜂窝网络的类型j的会话所做的响应，1代表该会话被允许接入该无线蜂窝网络，0代表系统拒绝接入网络，而-1代表该会话被允许接入到公共安全陆地无线网络中；

(d)根据以下公式确定要求切换到无线蜂窝网络的业务所执行动作的行向量a_l，n(t_k)：

a_l，h(t_k)＝[a_l，h，1(t_k)，a_l，h，2(t_k)，...，a_l，h，J(t_k)]∈{0，1}^J

其中a_l，h，j(t_k)代表在t_k上系统对一个要求切换到无线蜂窝网络的类型j的会话所做的响应，1代表系统允许切换，0代表切换失败，即此会话将保留在公共安全陆地无线网络中；

(e)根据以下公式确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间X中的动作空间A_x：

A_x＝{a∈A_x:a_l，n，j≠1如果$[(x_l+e_j),x_c]\notin X,$

a_l，n，j≠-1，a_c，n，j＝0且a_l，h，j＝0

如果$[x_l,(x_l+e_j)]\notin X,j=\mathrm{1,2},···,J,$且

a≠(0，0，…，0)if x＝(0，0，…，0)}；

其中，A＝{a＝[a_l，n，a_c，n，a_l，h]∶a_l，n∈{-1，0，1}^J，a_c，n∈{-1，0，1}^J，a_l，h∈{0，1}^J}，e_j∈{0，1}^J是一个除了第j个元素为1以外，其他元素均为0的行向量，x_l+e_j表示公共安全陆地无线网络中增加一个类型j的会话，x_c+e_j表示无线蜂窝网络中增加一个类型j的会话；

(3)在所述的动作空间中根据最大化利用无线资源与保证业务可用性和连续性准则决定选择相应的动作，包括以下步骤：

(a)根据以下公式得到系统的状态转移概率p_xy(a)：

其中，当x≤0并且δ(x)＝1，或者x>0时，

S₁＝(λ_c，n，ja_c，n，j+λ_l，n，jδ(-a_l，n，j))τ_x(a)，S₂＝(μ_l，t，j+μ_l，h，j(1-a_l，h，j))n_l，jτ_x(a)，δ(x)＝0，

${\tau }_x\left(a\right)={[\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}({\lambda }_{c,n,j}{a}_{c,n,j}+{\mu }_{l,h,j}{n}_{l,j}+{\lambda }_{l,n,j}|a_{l,n,j}|+{\mu }_{c,h,j}{n}_{c,j}{a}_{l,h,j})+\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}({\mu }_{c,t,j}{n}_{c,j}+{\mu }_{l,t,j}{n}_{l,j})]}^{-1},$

所述的p_xy(a)为在时刻t_k状态为x决策为a的条件下，在时刻t_k+1系统状态转移到y的概率；τ_x(a)为系统在状态-动作对(x，a)下所逗留的时间，且类型j(j＝1，2，...，J)的会话到达无线蜂窝网络的概率服从参数为λ_c，n，j的泊松分布，类型j的会话到达公共安全陆地无线网络的概率服从参数为λ_l，n,j的泊松分布，类型j的会话从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的概率服从参数为μ_l，h，j的泊松分布，类型j的会话在无线蜂窝网络中的持续时间服从均值为1/μ_c，t，j的指数分布，类型j的会话在公共安全陆地无线网络中的持续时间服从均值为1/μ_l，t，j的指数分布；

(b)根据以下公式得到系统运营的收益r(x，a)：

$r(x,a)=\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[w_{l,n,j}\delta \left(a_{l,n,j}\right)+w_{c,n,j}\delta (-a_{l,n,j})+w_{c,n,j}{a}_{c,n,j}+w_{l,h,j}{a}_{l,h,j}];$

其中是与公共安全陆地无线网络中的类型j的会话相关的权值，是与无线蜂窝网络中的新接入的类型j的会话相关的权值，是与切换到无线蜂窝网络中的类型j的会话相关的权值，用来调整公共安全陆地无线网络和无线蜂窝网络之间收益差异；

(c)根据系统当前的状态确定系统的平衡概率，包括以下步骤：

(i)根据以下公式得到无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的总体平衡方程：

$\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\pi }_u(x-e_{l,j}){\lambda }_{l,j}{a}_j(x-e_{l,j})+{\pi }_u(x-e_{c,j}){\lambda }_{c,j}{a}_j(x-e_{c,j})$

$+{\pi }_u(x+e_{l,j}){\mu }_{l,j}(n_{l,j}+1)+{\pi }_u(x+e_{c,j}){\mu }_{c,j}(n_{c,j}+1)]$

$=\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\lambda }_{l,j}{a}_j\left(x\right)+{\mu }_{l,j}(n_{l,j}+1)]{\pi }_u\left(x\right)+\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\lambda }_{c,j}{a}_j\left(x\right)+{\mu }_{c,j}(n_{c,j}+1)]{\pi }_u\left(x\right),x\in X;$

其中，为在每个无线资源分配算法中的马尔可夫过程，为正实数集合，π_u(x)为在使用算法u时系统在状态x的平衡概率，e_l，j∈{0，1}^J为公共安全陆地无线网络中只有在第j个组成部分的时候为1、其余为0的行向量，x+e_l，j表示在公共安全陆地无线网络中增加一个类型j的链接，x-e_l，j表示在公共安全陆地无线网络中减少一个类型j的链接，e_c，j∈{0，1}^J为无线蜂窝网络中只有在第j个组成部分的时候为1、其余为0的行向量，x+e_c，j表示在无线蜂窝网络中增加一个类型j的链接，x-e_c，j表示在无线蜂窝网络中减少一个类型j的链接，λ_l，j和1/μ_l，J分别为公共安全陆地无线网络中的接入比率和离开比率，λ_c，j和1/μ_c，j分别为无线蜂窝网络中的接入比率和离开比率；

(ii)从所述的总体平衡方程中解出平衡概率π_u(x)；

(d)根据系统的平衡概率确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中的会话阻塞概率，该操作具体为：

根据以下公式得到该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中的会话阻塞概率

$P_{l,j}^b=\underset{i\in X_j}{\Sigma }\pi \left(i\right)$

其中$X_j\subseteq X,$j为业务类型；

(e)根据该会话阻塞概率所必须满足的条件，并根据使单位时间内网络运营平均收益最大化的控制准则列出以下方程组：

$\underset{z_{\mathrm{xa}}\ge 0,x\in X,a\in A_x}{\max }\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }r(x,a){\tau }_x\left(a\right)z_{\mathrm{xa}},$

相应的约束条件为：

$\underset{a\in A_y}{\Sigma }{z}_{\mathrm{ya}}-\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }{p}_{\mathrm{xy}}\left(a\right)z_{\mathrm{xa}}=0,y\in X;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }{z}_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)=1;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }(1-\left|a_{l,n,j}\left(x\right)\right|)z_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N,j=\mathrm{1,2},···,J;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }(1-a_{l,h,j}\left(x\right))z_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^H,j=\mathrm{1,2},···,J;$

其中，z_xa是决定值，x∈X，a∈A_x，z_xaτ_x(a)为系统在稳定状态x选择了动作a的概率，即稳态率，为将公共安全陆地无线网络的类型j的会话新接入到无线蜂窝网络的阻塞概率的最高限值，为从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的类型j的会话掉话阻塞概率的最高限值；

其中的会话阻塞概率所必须满足的条件为：

$P_{l,j}^N\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N,$

$P_{l,j}^H\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^H,$

其中，为新接入的会话阻塞率，为从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的掉话概率，j为业务类型，为讲公共安全陆地无线网络的会话新接入到无线蜂窝网络的阻塞概率的最高限值，为从公共安全陆地无线网络切换到无线蜂窝网络的会话掉话阻塞概率的最高限值；

(f)使用线性规划算法或者加强学习算法对于以上的方程组求解，得到被决定选择的动作；

(4)执行该被决定选择的动作；

(5)更新系统当前的状态；

(6)当蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统中有下一个事件发生时，返回上述步骤(2)。

在实际使用当中，无线网络中无线频谱是最重要的资源之一。在无线网络中多媒体的应用是资源密集型的业务。提供给终端用户质量好的业务并且可以在覆盖范围内同时最佳的利用无线资源，这在设计蜂窝网络和公共安全网络的互操作时是最大的挑战之一。

本发明所提出的联合无线资源管理框架，可以用来管理这两个网络覆盖范围内的无线资源。本发明的方法主要通过将无线蜂窝网络和公共安全网络这个可互操作系统中的联合资源管理问题建立为一个半马尔可夫决策过程模型，使用线性算法来解这个模型来得到最佳的联合无线资源管理办法。当一个新的公共安全部门人员要求接入的会话或是一个从公共安全网络切换进来的会话要切换到无线蜂窝网络中时，我们必须根据当前系统的状态决定是否让他接入到蜂窝网络中。在半马尔可夫(SMDP)框架中，这些决定的时间点称为决策纪元。状态信息是在系统中的每个类型业务的会话数。

首先，在无线资源管理的过程中最重要的就是考虑到服务的质量。下面先介绍系统中什么服务质量首先需要得到保证，其次介绍联合无线资源管理的实现来保证这样的服务质量。

(1)互操作系统的服务质量

在公共安全网络中，如果业务可用性和连续性差就意味着能够挽救的生命和财产少，所以业务可用性和连续性在公共安全领域是非常重要的问题。在这个互操作的系统中，新接入的会话阻塞率P^N和从公共安全网络切换到蜂窝网络的掉话概率P^H，这些值都必须低于一个目标值。

$P_j^N\le {\mathrm{TP}}_j^N......\left(1\right)$

$P_j^H\le {\mathrm{TP}}_j^H......\left(2\right)$

其中J表示有种类型的业务。类型j，j＝1，2，......，J。

表示公共安全部门人员的会话新接入到蜂窝网络阻塞率的最高限值。

表示从公共安全网络切换到蜂窝网络的会话掉话概率的最高限值。

我们假设在公共安全网络中有C个信道。类型j的会话占有的信道数为c_j，n_l，j表示在公共安全网络中激活的会话类型为j的用户数，定义一个向量：

x_l(n_l，1，n_l，2…，n_l，J)......(3)

那么公共安全网络的容量就可以表示为：

在本方法中，由于WCDMA蜂窝系统是可变扩频增益，W表示总共小区的带宽，业务类型j的用户的平均比特率为R_j，业务类型j的用户的信号噪声比应该大于门限值ω_j，正交因子为ρ，小区间干涉(指的是其他同频小区之间信号造成的干扰)和小区内功率的比值为γ。用户i路径损耗为L_l。n_c，j表示在蜂窝网络中激活的业务类型为j的用户数。下行负荷系数可以定义为：$\eta =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{\rho +\gamma }{\frac{W}{{\omega }_j{R}_j}+\rho }.$

发送功率为：

$P_T=\frac{P_p+P_N\Lambda }{1-\eta }......\left(5\right)$

其中P_p是公共控制信道使用的功率，P_N是背景噪声的功率，$\Lambda =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{L_i}{\frac{w}{{\omega }_j{R}_j}+\rho }.$

定义一个向量：

x_c＝(n_c，1，n_c，2…，n_c，J)......(6)

这样蜂窝网络的容量就可以表示为：

其中是基站的最大发送功率，+J表示J维的正整数向量。

在本发明的互操作的网络中，定义系统的状态向量为x＝(x_l，x_c)。可交互的系统的状态空间X就可以定义为：

$X=\{x=[x_l,x_c]$

$:\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{n}_{l,j}{c}_j\le C,P_T\le P_T^{\mathrm{MAX}}\}$

其中C是公共安全网络的容量。

对于每个给定的状态x∈X，联合无线资源管理执行一个动作a(x)。根据联合无线资源管理算法u∈U来执行动作。

其中U定义为：

U＝u：X→A......(9)

其中A为所有动作的集合，每个动作表示网络允许会话接入或者拒绝会话接入。

是在每个无线资源分配算法中的马尔可夫过程，表示正实数。π_u(x)表示在使用算法u时系统在状态x的平衡概率，行向量e_l，j∈{0，1}^J表示只有在第j个组成部分的时候为1，其余的则为0，x+e_l，j表示在公共安全陆地无线网络中增加一个类型j的链接，x-e_l，j表示在公共安全陆地无线网络中减少一个类型j的链接，e_c，j∈{0，1}^J为无线蜂窝网络中只有在第j个组成部分的时候为1、其余为0的行向量，x+e_c，j表示在无线蜂窝网络中增加一个类型j的链接，x-e_c，j表示在无线蜂窝网络中减少一个类型j的链接，在算法u下总体平衡如下表示：

$\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\pi }_u(x-e_{l,j}){\lambda }_{l,j}{a}_j(x-e_{l,j})+{\pi }_u(x-e_{c,j}){\lambda }_{c,j}{a}_j(x-e_{c,j})$

$+{\pi }_u(x+e_{l,j}){\mu }_{l,j}(n_{l,j}+1)+{\pi }_u(x+e_{c,j}){\mu }_{c,j}(n_{c,j}+1)]......\left(10\right)$

$=\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\lambda }_{l,j}{a}_j\left(x\right)+{\mu }_{l,j}(n_{l,j}+1)]{\pi }_u\left(x\right)+\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[{\lambda }_{c,j}{a}_j\left(x\right)+{\mu }_{c,j}(n_{c,j}+1)]{\pi }_u\left(x\right),x\in X;$

其中λ_l，j、λ_c，j、1/μ_l，j和1/μ_c，j分别是公共安全网络和蜂窝网络中接入和离开的比率。

对于一个业务类型为j的会话，阻塞的概率为：

$P_j^b=\underset{i\in X_j}{\Sigma }\pi \left(i\right)......\left(11\right)$

其中$X_j\subseteq X.$

通过此会话阻塞概率，可以得出设计各种联合无线资源管理的方法来提高系统的性能。

同时，本发明的最佳联合无线资源管理模型如下：

(1)确定无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态，包括以下步骤：

(a)根据以下公式确定无线蜂窝网络的状态向量x_c：

x_c＝(n_c，1，n_c，2…，n_c，J)，其中n_c，J为在公共安全网络中激活的会话类型为j的用户数，J 为业务的类型数；

(b)根据以下公式确定公共安全陆地无线网络的状态向量x_l

x_l＝(n_l，1，n_l，2…，n_l，j)，其中n_l，j为在公共安全网络中激活的会话类型为j的用户数，J为业务的类型数；

(c)根据以下公司确定无线蜂窝网络的发送功率P_T：

$P_T=\frac{P_p+P_N\Lambda }{1-\eta },$P_p为公共控制信道使用的功率，PN为背景噪声的功率，$\Lambda =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{L_i}{\frac{w}{{\omega }_j{R}_j}+\rho },$$\eta =\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_{c,j}}{\Sigma }}\frac{\rho +\gamma }{\frac{W}{{\omega }_j{R}_j}+\rho }$为下行负荷系数，W为总共小区的带宽，R_j为业务类型j的用户的平均比特率，ω_j为业务类型j的用户的信号噪声比的最低门限值，ρ为正交因子，γ为小区间干涉和小区内功率的比值，L_l为用户i路径损耗；(d)根据以下公式确定该无线蜂窝网络和公共安全陆地无线网络的互操作系统的状态空间以及系统当前的状态X：

$X=\{x=[x_l,x_c]$

$:\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{n}_{l,j}{c}_j\le C,P_T\le P_T^{\mathrm{MAX}}\};$

其中，为J维的正整数向量集合，C为所述的公共安全陆地无线网络的信道容量，为基站的最大发送功率；

接下来，在所述的状态空间中确定对应的动作空间如下步骤：

决策纪元的系统状态向量定义为：x(t)＝[x_l(t)，x_c(t)]其中x_l，x_c分别表示为公共安全陆地无线网络的状态向量x_l，和无线蜂窝网络的状态向量x_c。

在每个决策时刻t_k，k＝0，1，2…，网络在(t_k，t_k+1]这个时间间隔内做出决定，这就涉及到动作的概念。动作a(t_k)定义为：

a(t_k)＝[a_l，n(t_k)∈{-1，0，1}^J，a_c，n(t_k)∈{0，1}^J，a_l，h(t_k)∈{0，1}^J]

其中：a_l，n(t_k)、a_c，n(t_k)、a_l，h(t_k)定义如下：

(1)定义行向量：

a_l，n(t_k)＝[a_l，n，1(t_k)，a_l，n，2(t_k)，…，a_l，n，J(t_k)]，

其中a_l，n，j(t_k)表示类型j的会话到达公共安全陆地无线网络(LMR)领域的动作。其中：

a_l，n，j(t_k)＝1表示新到达的一个会话允许接入LMR网络，a_l，n，j(t_k)＝-1表示到达LMR网络的新的会话允许接入到蜂窝网络中，a_l，n，j(tk)＝0表示拒绝接入。

(2)定义行向量：

a_c，n(t_k)＝[a_c，n，1(t_k)，a_c，n，2(t_k)，…，a_c，n，J(t_k)]，

其中a_c，n，j(t_k)表示类型j的会话到达蜂窝网络的动作，其中：

a_c，n，j(t_k)＝1表示允许接入到蜂窝网络中，a_c，n，j(t_k)＝-1表示允许接入到公共安全网络中，a_c，n，j(t_k)＝0表示拒绝。

(3)a_l，n(t_k)表示切换进蜂窝网络的会话动作。其中：

a_l，h(t_k)＝1允许一个从LMR网络切换进蜂窝网络的接入允许，a_l，h(t_k)＝0表示切换失败；对于一个给定的状态，x∈X选择的动作不能导致转到的状态不在X的范围内。另外在状态(0，0，...，0)不能选择动作(0，0，...，0)，否则系统不会前进。

对于一个给定的状态x∈X，动作空间定义为：

A_x＝{a∈A_x:a_l，n，j≠1如果$[(x_l+e_j),x_c]\notin X,$

a_l，n，j≠-1，a_c，n，j＝0且a_l，h，j＝0       ......(16)

如果$[x_l,(x_l+e_j)]\notin X,j=\mathrm{1,2},···,J,$且

a≠(0，0，…，0)if x＝(0，0，…，0)}；

其中e_j∈{0，1}^J表示只有在第j个组成部分的时候为1，其余为0。x_l+e_j相当于在LMR中增加了一个类型j的会话。x_c+e_j相当于在蜂窝网络中增加了一个类型j的会话。

公共安全网络和无线蜂窝网络这个可互操作系统中的最优的联合无线资源管理根据在保证业务的可用性和连续性的时最大限度的利用网络无线资源准则决定选择相应的动作要包括以下步骤：

(1)根据以下公式得到系统的状态转移概率p_xy(a)：

其中如果x≤0并且δ(x)＝1或者如果x>0时：

S₁＝(λ_c，n，ja_c，n，j+λ_l，n，jδ(-a_l，n，j))τ_x(a)

S₂＝(μ_l，t，j+μ_l，h，j(1-a_l，h，j))n_l，jτ_x(a)，δ(x)＝0，

${\tau }_x\left(a\right)={[\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}({\lambda }_{c,n,j}{a}_{c,n,j}+{\mu }_{l,h,j}{n}_{l,j}+{\lambda }_{l,n,j}|a_{l,n,j}|+{\mu }_{c,h,j}{n}_{c,j}{a}_{l,h,j})+\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}({\mu }_{c,t,j}{n}_{c,j}+{\mu }_{l,t,j}{n}_{l,j})]}^{-1}.$

(2)最大化利用网络无线资源时的网络收益：

系统在状态-动作(state-action)对(x，a)下所能获得的收益可以表示为：

$r(x,a)=\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}[w_{l,n,j}\delta \left(a_{l,n,j}\right)+w_{c,n,j}\delta (-a_{l,n,j})+w_{c,n,j}{a}_{c,n,j}+w_{l,h,j}{a}_{l,h,j}]......\left(18\right)$

其中：是与公共安全陆地无线网络中的类型j的会话相关的权值，是与无线蜂窝网络中的新接入的类型j的会话相关的权值，是与切换到无线蜂窝网络中的类型j的会话相关的权值，用来调整公共安全陆地无线网络和无线蜂窝网络之间收益差异；

(3)业务可用性限制对于灾难救援人言来说就是新接入会话的阻塞率必须小于一个目标值$P_{l,j}^N\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N.$业务连续性限制对于灾难救援人员来说就是从LMR网络切换到蜂窝网络的阻塞率必须小于一个目标值，$P_{l,j}^N\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N.$阻塞率可以用线性规划公式来定义。

(4)由以上的描述可知本发明的关于在保证业务的可用性和连续性的前提下最大化利用网络无线资源可获得的收益可以用如下的方程组进行描述：

$\underset{z_{\mathrm{xa}}\ge 0,x\in X,a\in A_x}{\max }\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }r(x,a){\tau }_x\left(a\right)z_{\mathrm{xa}}$

相应的约束条件为：

$\underset{a\in A_y}{\Sigma }{z}_{\mathrm{ya}}-\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }{p}_{\mathrm{xy}}\left(a\right)z_{\mathrm{xa}}=0,y\in X;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }{z}_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)=1;......\left(21\right)$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }(1-\left|a_{l,n,j}\left(x\right)\right|)z_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^N,j=\mathrm{1,2},···,J;$

$\underset{x\in X}{\Sigma }\underset{a\in A_x}{\Sigma }(1-a_{l,h,j}\left(x\right))z_{\mathrm{xa}}{\tau }_x\left(a\right)\le {\mathrm{TP}}_{l,j}^H,j=\mathrm{1,2},···,J;$

其中z_xa是决定值，x∈X，a∈A_x。z_xaτ_x(a)可以解释为系统在稳定状态x选择了动作a的概率。第一个限制条件是一个平衡等式，第二个限制可以保证稳定状态的概率总和为1。在LMR中新接入的会话的阻塞率可以用第二个限制条件来保证业务的可用性。从LMR切换到蜂窝网络的阻塞率可以用第三个限制条件来保证业务的连续性。

(5)使用线性规划算法对以上的方程组求解，得到选择的动作。

采用了该发明上述的最优联合无线资源管理的方法，同时对两种网络的资源进行了优化，从能能够满足在服务质量保证的前提下能够最大化的利用网络资源。

采用了该发明的蜂窝网络和公共安全无线网络中实现最佳资源管理的方法，由于其利用在3GPP的发布的第七版协议中的第三代码分多址移动通信网络中的多媒体子系统结构，使得蜂窝网络和公共安全网络之间可以互操作，多媒体子系统的核心网络可以扩展连接其它的网络，并在多媒体子系统框架结构中将公共安全网络作为其它的可扩展网络来对待，同时再多媒体子系统的上层应用中和公共安全网络中均使用初始会话协议，这样就可以使得IP多媒体子系统与公共安全网络之间实现了互操作，同时还通过将无线蜂窝网络和公共安全网络这个可互操作系统中的联合资源管理问题建立为一个半马尔可夫决策过程模型，使用线性算法来解这个模型来得到最佳的联合无线资源管理策略，从而当一个新的公共安全部门人员要求接入的会话或是一个从公共安全网络切换进来的会话要切换到无线蜂窝网络中时，能够根据当前系统的状态决定是否让其接入到蜂窝网络中，从而可以使得公共安全陆地无线网络在保证业务的可用性和连续性的同时最优地利用了现有的无线蜂窝网络的资源，可以更加有效的给安全部门人员提供更先进、更高效的通信，从而更好的为公众服务；不仅如此，本发明的方法能够在保证紧急业务的可用性和连续性的前提下，使得网络的收益最大化，从而最大化的利用了无线网络资源。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。