專利名稱：基于分類觸發(fā)信息的群組垂直切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及多模終端在多個重疊覆蓋的異構(gòu)無線接入網(wǎng)中移動時，終端的接入網(wǎng)切換方法，適用于現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)，WLAN，3G等網(wǎng)絡(luò)以及未來的各種新型接入網(wǎng)。
背景技術(shù)：
隨著科技、社會的進步，人們越來越希望能夠隨時隨地獲取信息進行交流，實現(xiàn) “無處不在的網(wǎng)絡(luò)社會”是社會信息化以及國家信息發(fā)展戰(zhàn)略的必然演進方向，它將給人們的工作、生活、消費等模式和習(xí)慣影響帶來巨大的深遠變革，這一課題日益成為政府、學(xué)術(shù)界以及運營企業(yè)熱烈探討和實踐的熱點。終端的移動性是無線網(wǎng)絡(luò)的一個重要特征，移動使得終端所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隨著時間不斷變化，終端需要根據(jù)不斷改變的環(huán)境信息改變其獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的途徑，即在多個異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間進行垂直切換，才能保證用戶始終獲得最優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量，因此，移動終端的垂直切換問題是構(gòu)建信息化社會課題中一個重要的研究點，高效的切換方法應(yīng)使得具體的切換過程對用戶完全透明，給用戶的業(yè)務(wù)帶來盡可能小的影響，使得網(wǎng)絡(luò)真正像水和空氣一樣無處不在，從而實現(xiàn)信息化社會。目前的垂直切換方法已有很多成果，重點多集中在降低切換延時和減少乒乓效應(yīng)兩個方面。例如，基于灰色預(yù)測的切換算法則利用灰色預(yù)測模型，根據(jù)接收信號強度的歷史記錄預(yù)測接收信號強度，使得3層切換可以提前2層切換出發(fā)，降低總的切換時延；解決乒乓效應(yīng)問題則通常是采用穩(wěn)定周期或遲滯值來延時移動終端執(zhí)行切換的具體時間。而在切換決策中對于目標網(wǎng)絡(luò)的確定有基于當(dāng)前應(yīng)用的垂直切換決策機制和層次分析法，其效用函數(shù)是歸一化的服務(wù)質(zhì)量QoS(Qulity Of Service)參數(shù)的權(quán)值，目標網(wǎng)絡(luò)是具有最高效用值網(wǎng)絡(luò)。上述這些方法雖然能解決垂直切換中的目標網(wǎng)絡(luò)選擇問題，但它們有兩個方面的缺點一方面，它們都是針對某一個用戶的效益，籠統(tǒng)地對所有切換觸發(fā)事件都采用相同的切換決策，即切換決策的制定都是為了最大化一個用戶的利益，而沒有考慮到對該用戶的切換可能會導(dǎo)致其他多個用戶的服務(wù)質(zhì)量降級，進而導(dǎo)致其他多個用戶需要進行切換，這樣的結(jié)果實際上是得不償失的，是應(yīng)該避免的。另一方面，它們都是針對單個用戶的切換算法，一次只有一個用戶切換，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中用戶較多，移動較頻繁時，切換的次數(shù)較多，會給網(wǎng)絡(luò)帶來較大開銷，不利于網(wǎng)絡(luò)的維護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基于分類觸發(fā)信息的群組垂直切換方法，以避免單個用戶的切換行為給其他用戶帶來影響，并實現(xiàn)多個用戶的同時切換，減小網(wǎng)絡(luò)開銷，提高切換效率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實現(xiàn)步驟包括如下(1)網(wǎng)絡(luò)控制中心進行周期采樣，統(tǒng)計當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中正在進行通話的用戶數(shù)Ni、各個用戶的位置、運動速度和運動方向，作為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息；用戶周期采樣并記錄本次得到的接收信號強度RSSi以及上次得到的接收信號強度歷史記錄RSS' ”作為用戶環(huán)境信息，i = l，2，...n，n為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的個數(shù)；(2)對所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息和用戶環(huán)境信息進行如下處理(2a)以基站為原點，以正東方向為X軸，正北方向為Y軸，以米為長度單位，建立直角坐標系，記錄網(wǎng)絡(luò)中每個用戶的位置坐標向量=Oy,力)以及運動速度向量，兩個向量之間的夾角記為0」，其中」=1，2，...隊；(2b)根據(jù)接收信號強度公式=Rth = P1-L-IO^ Ig (dth)+f( μ，σ )，計算得到距離門限值dth，其中，Ρτ為信號發(fā)送強度，L為信號強度損失，β為路徑損失指數(shù)，其值在2-4之間，f(y，σ)是服從正態(tài)分布的隨機變量，μ為平均值，σ為標準偏差，Rth為用戶能進行通話的最小接收信號強度值，其值為_90dBm ；(2c)根據(jù)距離門限值dth、位置坐標向量\、夾角θ ^以及運動速度向量^/十算用戶j的時間評價值
權(quán)利要求
1.一種基于分類觸發(fā)信息的群組垂直切換方法，包括如下步驟(1)網(wǎng)絡(luò)控制中心進行周期采樣，統(tǒng)計當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中正在進行通話的用戶數(shù)Ni、各個用戶的位置、運動速度和運動方向，作為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息；用戶周期采樣并記錄本次得到的接收信號強度RSSi以及上次得到的接收信號強度歷史記錄RSS' ρ作為用戶環(huán)境信息，i = 1， 2，... η，η為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的個數(shù)；(2)對所述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息和用戶環(huán)境信息進行如下處理(2a)以基站為原點，以正東方向為X軸，正北方向為Y軸，以米為長度單位，建立直角坐標系，記錄網(wǎng)絡(luò)中每個用戶的位置坐標向量>7 =Oy,力)以及運動速度向量，兩個向量之間的夾角記為θ」，其中j = 1，2，. . . Ni ；(2b)根據(jù)接收信號強度公式Rth = Pt-L-IO β Ig(dth)+f (μ，σ)，計算得到距離門限值dth，其中，Ρτ為信號發(fā)送強度，L為信號強度損失，β為路徑損失指數(shù)，其值在2-4之間， f(y, σ)是服從正態(tài)分布的隨機變量，μ為平均值，O為標準偏差，I th為用戶能進行通話的最小接收信號強度值，其值為_90dBm ；(2c)根據(jù)距離門限值dth、位置坐標向量\、夾角θ j以及運動速度向量計算用戶j的時間評價值Jr I^Mcos+sing^2，該值表征了用戶按照當(dāng)前運動趨勢在網(wǎng)絡(luò)Kl中的逗留時間；M.-N.(2d)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的容量風(fēng)以及用戶數(shù)Ni計算網(wǎng)絡(luò)資源剩余率4=^^4 = Li2，...n，設(shè)置剩余資源門限值nth等于10%，當(dāng)Ili小于剩余資源門限值nth時，表明第i 個網(wǎng)絡(luò)的剩余資源較少；(3)將用戶接收到的網(wǎng)絡(luò)1的信號強度1 &與接收信號強度門限值IV進行比較，其中 1表示用戶當(dāng)前連接的網(wǎng)絡(luò)，若RS& < Rth，則將該用戶標記為目標用戶，網(wǎng)絡(luò)控制中心根據(jù)目標用戶的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和網(wǎng)絡(luò)的資源占用情況尋找目標網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行步驟(5)；若RSS' i<RthMRSSi彡Rth，其中i = 1，2. ..n，i興1，則用戶有新增可用網(wǎng)絡(luò)可用，網(wǎng)絡(luò)控制中心根據(jù)各個用戶的運動情況和新增網(wǎng)絡(luò)的資源占用情況尋找目標網(wǎng)絡(luò)和目標用戶，執(zhí)行步驟 (5)；(4)將網(wǎng)絡(luò)資源剩余率Ili與剩余資源門限值！!^進行比較，其中丨二丨二-…！！，若Jli<nth，則第i個網(wǎng)絡(luò)為過載網(wǎng)絡(luò)，過載網(wǎng)絡(luò)的控制中心根據(jù)每個網(wǎng)絡(luò)的資源占用情況尋找目標用戶和目標網(wǎng)絡(luò)，若找到目標，則執(zhí)行步驟(5)，否則，不進行切換；(5)在找到的目標用戶和目標網(wǎng)絡(luò)中，將目標網(wǎng)絡(luò)相同的目標用戶歸為一個切換群組， 將群組中的目標用戶作為一個整體切換至目標網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(3)所述的根據(jù)目標用戶的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況和網(wǎng)絡(luò)的資源占用情況尋找目標網(wǎng)絡(luò)，按如下步驟進行(3a)找出目標用戶的可用網(wǎng)絡(luò)，并利用層次分析法將可用網(wǎng)絡(luò)從優(yōu)到劣排序，得到有序的可用網(wǎng)絡(luò)集，集合中可用網(wǎng)絡(luò)的個數(shù)為t ；(3b)依次判斷可用網(wǎng)絡(luò)集中的可用網(wǎng)絡(luò)增加一個用戶后的網(wǎng)絡(luò)資源剩余
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟C3)所述的根據(jù)新增網(wǎng)絡(luò)的資源占用情況尋找目標網(wǎng)絡(luò)和目標用戶，按如下步驟進行3a‘)利用層次分析法從新增網(wǎng)絡(luò)中選出比當(dāng)前連接的網(wǎng)絡(luò)1更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)，建立新增網(wǎng)絡(luò)集，集合中新增網(wǎng)絡(luò)的個數(shù)為P ；3b ‘)依次判斷新增網(wǎng)絡(luò)集中的網(wǎng)絡(luò)增加一個用戶后的網(wǎng)絡(luò)剩余資源 ,M -{N +1)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4)所述的網(wǎng)絡(luò)控制中心根據(jù)連接著過載網(wǎng)絡(luò)i的用戶以及其他網(wǎng)絡(luò)的資源占用情況尋找目標網(wǎng)絡(luò)和目標用戶，按如下步驟進行(4a)找出過載網(wǎng)絡(luò)i中正在通話的用戶，建立候選用戶集；(4b)若候選用戶集為空集，則停止尋找目標網(wǎng)絡(luò)，否則，將候選用戶集中的用戶按照時間評價值從小到大排序，將序列中的首個用戶標記為U1 ；(4c)找出U1的可用網(wǎng)絡(luò)，建立候選網(wǎng)絡(luò)集，利用層次分析法將候選網(wǎng)絡(luò)集中的網(wǎng)絡(luò)從優(yōu)到劣排序，集合中可用網(wǎng)絡(luò)個數(shù)為q ；(4d)依次判斷候選網(wǎng)絡(luò)集中的網(wǎng)絡(luò)增加一個用戶后的網(wǎng)絡(luò)剩余資源率 ,M1-(N^X)I1 = M ^是否大于nth，j = 1,2... q, j Φ i，Mj為候選網(wǎng)絡(luò)集中的第j個網(wǎng)絡(luò)的容量，Nj候選網(wǎng)絡(luò)集中的第j個網(wǎng)絡(luò)中正在通話的用戶數(shù)，若存在η' j> nth，則將該網(wǎng)絡(luò)標記為目標網(wǎng)絡(luò)，將用戶U1從候選用戶集中刪除，進行步驟(4e)，否則，將用戶U1從候選用戶集中刪除，返回至步驟Gb)；(4e)將過載網(wǎng)絡(luò)i的用戶數(shù)減少一個，判斷過載網(wǎng)絡(luò)i的剩余資源率是否小于Hth，若是，則返回至步驟(4b)，否則，停止尋找目標網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于分類觸發(fā)信息的群組垂直切換方法，主要解決現(xiàn)有方法在進行切換決策時沒有考慮切換對網(wǎng)絡(luò)中其他用戶的影響以及沒有考慮如何實現(xiàn)多個用戶同時切換的缺點。其實現(xiàn)步驟為周期采樣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息和用戶環(huán)境信息；處理環(huán)境信息獲得切換觸發(fā)信息；根據(jù)用戶的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況、運動參數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)資源占用情況尋找切換的目標用戶和目標網(wǎng)絡(luò)；將目標用戶分為群組，以群組為單位整體切換至目標網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明針對不同類型的切換要求實施不同切換策略，不僅兼顧了單個用戶的切換需求和整個網(wǎng)絡(luò)的利益，并實現(xiàn)多個用戶的同時切換，減少網(wǎng)絡(luò)開銷，適用于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)以及未來將出現(xiàn)的各種新型網(wǎng)絡(luò)的要求。
文檔編號H04W4/08GK102202268SQ20111019922
公開日2011年9月28日 申請日期2011年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月17日
發(fā)明者何方, 盧杉, 史琰, 王希欣, 盛敏, 胡文專 申請人:西安電子科技大學(xué)