一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)都具備接入判決功能，終端側(cè)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度、用戶選網(wǎng)偏好、業(yè)務(wù)類(lèi)型、移動(dòng)速度等簡(jiǎn)單或單一條件進(jìn)行一級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)的判決和選擇，只有在不能通過(guò)簡(jiǎn)單條件進(jìn)行判決的情況下，網(wǎng)絡(luò)側(cè)再進(jìn)行二級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)的判決，即根據(jù)終端所在的位置信息，利用熵值法、改進(jìn)的AHP分析法綜合計(jì)算網(wǎng)絡(luò)效用，選擇效用最大的網(wǎng)絡(luò)通知終端進(jìn)行業(yè)務(wù)接入，從而實(shí)現(xiàn)終端業(yè)務(wù)接入到合適的網(wǎng)絡(luò)以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載平衡。該方法既能提高整個(gè)系統(tǒng)接入判決的效率，減少核心網(wǎng)的負(fù)荷，也保證了用戶業(yè)務(wù)接入合適的網(wǎng)絡(luò)，充分利用無(wú)線資源減低接入拒絕率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息【技術(shù)領(lǐng)域】中的蜂窩網(wǎng)和WLAN的融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是涉及一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著智能多模終端的的飛速發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的流量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，導(dǎo)致原有蜂窩網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量壓力巨大，而且費(fèi)用高、速度慢，另一方面，用戶對(duì)不同業(yè)務(wù)的服務(wù)需求也越來(lái)越多樣化，不同的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)在系統(tǒng)容量、覆蓋范圍、數(shù)據(jù)速率、移動(dòng)性支持能力、資費(fèi)等方面各有長(zhǎng)短，僅靠單一技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足上述的所有用戶對(duì)業(yè)務(wù)的需求，因此需要通過(guò)多種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的融合來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶多樣性的需求。蜂窩網(wǎng)覆蓋范圍廣、業(yè)務(wù)質(zhì)量有保障，但傳輸帶寬有限，而WLAN具有成本低，覆蓋范圍小，傳輸帶寬高的特點(diǎn)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以在覆蓋、業(yè)務(wù)質(zhì)量、帶寬以及資費(fèi)等方面實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，蜂窩網(wǎng)與WLAN網(wǎng)絡(luò)的融合可以為用戶提供更快捷、更靈活的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0003]為了提升蜂窩網(wǎng)和WLAN融合網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和業(yè)務(wù)質(zhì)量，優(yōu)化異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源的利用率，需要從系統(tǒng)全局的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)不同無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)，從整體上考慮各網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源組成，并能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況、業(yè)務(wù)特征及用戶的偏好進(jìn)行不同網(wǎng)絡(luò)間的接入選擇和控制。
[0004]從決策方式上劃分，目前異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入決策方式主要有兩種:
[0005]網(wǎng)絡(luò)輔助終端側(cè)決策:對(duì)終端側(cè)決策方式，一方面網(wǎng)絡(luò)層面的屬性需要通過(guò)信令交互獲取，增加了決策過(guò)程中的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)；另一方面終端側(cè)決策考慮的屬性比較有限，對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信息沒(méi)有全局的了解，因此對(duì)決策的準(zhǔn)確性造成一定的影響；
[0006]終端輔助網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策:對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)決策方式，所有終端側(cè)發(fā)起的業(yè)務(wù)請(qǐng)求都需要到網(wǎng)絡(luò)側(cè)進(jìn)行決策，而部分場(chǎng)景下終端完全可以決策，沒(méi)必要都請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)來(lái)決策，該方式會(huì)降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的接入效率，增加核心網(wǎng)的負(fù)荷。
[0007]從決策算法算法上劃分，目前異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入決策算法主要有三種:基于多屬性決策的接入選擇策略、基于模糊理論的接入選擇策略和基于效用函數(shù)的接入選擇策略。但這些異構(gòu)網(wǎng)接入決策算法，一方面多數(shù)接入選擇策略片面地依賴(lài)部分判決參數(shù)，如網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的參數(shù)，沒(méi)有全面考慮實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景、用戶的偏好、業(yè)務(wù)的特征及網(wǎng)絡(luò)的特性，造成接入選擇決策結(jié)果并不一定是最適合用戶的網(wǎng)絡(luò)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)能自適應(yīng)接入到最合適的網(wǎng)絡(luò)、保證異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)均有接入網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊，包括以下步驟:
[0010](I)終端的無(wú)線接口管理模塊測(cè)量并獲取終端各接口狀態(tài)信息，并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度形成第一候選網(wǎng)絡(luò)列表；
[0011](2)當(dāng)用戶通過(guò)終端發(fā)起業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求時(shí)，觸發(fā)終端接入選擇判決流程:終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊向終端的各適配模塊收集判決參數(shù)；終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊根據(jù)第一候選網(wǎng)絡(luò)列表和終端的各適配模塊的信息，通過(guò)一級(jí)判決過(guò)程進(jìn)行判決；并將判決結(jié)果下發(fā)至接入/切換執(zhí)行模塊；
[0012](3)接入/切換執(zhí)行模塊根據(jù)判決結(jié)果做如下處理:判決結(jié)果為拒絕接入時(shí)，則執(zhí)行模塊直接拒絕該業(yè)務(wù)接入；判決結(jié)果為UMTS網(wǎng)絡(luò)或WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則向相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)資源并接入；判決結(jié)果為UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)均為有效網(wǎng)絡(luò)，則觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決;
[0013](4) 二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決觸發(fā)后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的各模塊收集業(yè)務(wù)、用戶和網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)的判決參數(shù)，同時(shí)由網(wǎng)絡(luò)資源和狀態(tài)管理模塊形成第二候選網(wǎng)絡(luò)列表；
[0014](5)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)詳細(xì)參數(shù)、用戶信息和第二候選網(wǎng)絡(luò)列表，利用動(dòng)態(tài)復(fù)合權(quán)重算法獲取各參數(shù)的綜合權(quán)重，通過(guò)效用函數(shù)判決出最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)，并將判決結(jié)果下發(fā)至終端的接入切換執(zhí)行模塊；
[0015](6)終端的接入/切換執(zhí)行模塊根據(jù)判決結(jié)果向相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)資源并接入。
[0016]所述步驟(2)中一級(jí)判決過(guò)程如下:當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，拒絕接入；當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為單一網(wǎng)絡(luò)時(shí)判定接入單一覆蓋網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為多網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)時(shí)判斷移動(dòng)速度是否超過(guò)門(mén)限值，如果超過(guò)門(mén)限值則判定接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，否則對(duì)業(yè)務(wù)類(lèi)型進(jìn)行判定；當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為純語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為復(fù)合業(yè)務(wù)時(shí)，對(duì)用戶偏好進(jìn)行判定；當(dāng)用戶偏好為UMTS網(wǎng)絡(luò)時(shí)接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶偏好為WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶無(wú)偏好時(shí)，觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決。
[0017]所述步驟(5)中各參數(shù)的綜合權(quán)重，構(gòu)建多級(jí)AHP層次模型，該層次模型中以UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方案層，以算法參數(shù)QoS、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格構(gòu)成準(zhǔn)則層，以參數(shù)時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率構(gòu)成子準(zhǔn)則層，以會(huì)話類(lèi)業(yè)務(wù)、流媒體類(lèi)業(yè)務(wù)、交互類(lèi)業(yè)務(wù)、后臺(tái)類(lèi)業(yè)務(wù)構(gòu)成業(yè)務(wù)類(lèi)型層，以選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成目標(biāo)層，子準(zhǔn)則層的各屬性均隸屬于算法參數(shù)QoS ;根據(jù)用戶偏好策略和業(yè)務(wù)類(lèi)型來(lái)對(duì)各網(wǎng)絡(luò)屬性求取主觀權(quán)重，利用信息熵理論求取各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)的客觀權(quán)重，最后通過(guò)主客觀權(quán)重相結(jié)合的方式求得綜合權(quán)重，其中，各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)包括為時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格。
[0018]所述主觀權(quán)重的計(jì)算方法如下:根據(jù)AHP層次模型的構(gòu)造確定準(zhǔn)則層判決矩陣和子準(zhǔn)則層判決矩陣；根據(jù)屬性重要性對(duì)比取值表對(duì)準(zhǔn)則層判決矩陣和子準(zhǔn)則層判決矩陣進(jìn)行賦值；根據(jù)算法公式進(jìn)行矩陣處理，并用方根法求權(quán)重，去除包含關(guān)系得出主觀權(quán)重。
[0019]所述綜合權(quán)重w總=w客.h+w主.(l-h),0 < h < I,其中，w客為客觀權(quán)重，w主為主觀權(quán)重，h為0.5。
[0020]有益效果
[0021]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明中終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)都具備接入判決功能，終端側(cè)根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度、用戶選網(wǎng)偏好、業(yè)務(wù)類(lèi)型、移動(dòng)速度等簡(jiǎn)單或單一條件進(jìn)行一級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)的判決和選擇，一級(jí)判決成功后就直接接入，只有在終端側(cè)判決沒(méi)有得出合適結(jié)果時(shí)才進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)的二級(jí)判決，網(wǎng)絡(luò)側(cè)二級(jí)判決中考慮了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格等屬性，利用熵值法、改進(jìn)的AHP分析法綜合主客觀權(quán)重來(lái)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)效用并進(jìn)行二級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)決策。該分級(jí)的接入控制機(jī)制提升了決策的靈活性，減少了決策過(guò)程中終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信息交互，提高整個(gè)系統(tǒng)接入判決的效率，減少核心網(wǎng)的負(fù)荷，同時(shí)兩級(jí)的決策算法中充分考慮了業(yè)務(wù)特征、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和用戶偏好，保證了用戶業(yè)務(wù)接入合適的網(wǎng)絡(luò)，充分利用無(wú)線資源減低接入拒絕率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是蜂窩網(wǎng)和WLAN融合架構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是分級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)選擇和控制總模塊流圖；
[0024]圖3是終端側(cè)一級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)判決流程圖；
[0025]圖4是網(wǎng)絡(luò)側(cè)二級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)判決流程圖；
[0026]圖5是改進(jìn)后的AHP層次模型圖；
[0027]圖6是求主觀權(quán)重的流程圖；
[0028]圖7是實(shí)施例中小區(qū)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境示意圖；
[0029]圖8是實(shí)施例中初級(jí)判決接入算法有效性；
[0030]圖9是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能對(duì)比圖；
[0031]圖10是整個(gè)融合網(wǎng)絡(luò)接納率性能對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0033]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，是基于如圖1所示的蜂窩網(wǎng)和WLAN的融合架構(gòu)，但不僅限于此架構(gòu)。該融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是基于PCC架構(gòu)的，蜂窩網(wǎng)和WLAN網(wǎng)在GGSN側(cè)融合。
[0034]本發(fā)明中的終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)均有接入選擇判決模塊，初級(jí)接入選擇判決模塊位于終端側(cè)，高級(jí)接入選擇判決模塊位于網(wǎng)絡(luò)側(cè)。整個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)選擇過(guò)程是先由終端的網(wǎng)絡(luò)適配模塊收集用戶偏好信息、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)類(lèi)型發(fā)送給終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊進(jìn)行初級(jí)判決，若終端判決完成，未能選擇具體網(wǎng)絡(luò)，則由網(wǎng)絡(luò)側(cè)再進(jìn)行更細(xì)化的高級(jí)判決，最終判決出最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)，下發(fā)決策信息給終端?？偟哪K流圖如圖2所示。
[0035](I)終端的無(wú)線接口管理模塊測(cè)量并獲取終端各接口狀態(tài)信息，并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度形成第一候選網(wǎng)絡(luò)列表；
[0036](2)當(dāng)用戶通過(guò)終端發(fā)起業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求時(shí)，觸發(fā)終端接入選擇判決流程:終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊向終端的各適配模塊收集判決參數(shù)；終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊根據(jù)第一候選網(wǎng)絡(luò)列表和終端的各適配模塊的信息，通過(guò)一級(jí)判決過(guò)程進(jìn)行判決；并將判決結(jié)果下發(fā)至接入/切換執(zhí)行模塊；
[0037](3)接入/切換執(zhí)行模塊根據(jù)判決結(jié)果做如下處理:判決結(jié)果為拒絕接入時(shí)，則執(zhí)行模塊直接拒絕該業(yè)務(wù)接入；判決結(jié)果為UMTS網(wǎng)絡(luò)或WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則向相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)資源并接入；判決結(jié)果為UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)均為有效網(wǎng)絡(luò)，則觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決;
[0038](4) 二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決觸發(fā)后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的各模塊收集業(yè)務(wù)、用戶和網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)的判決參數(shù)，同時(shí)由網(wǎng)絡(luò)資源和狀態(tài)管理模塊形成第二候選網(wǎng)絡(luò)列表；
[0039](5)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)詳細(xì)參數(shù)、用戶信息和第二候選網(wǎng)絡(luò)列表，利用動(dòng)態(tài)復(fù)合權(quán)重算法獲取各參數(shù)的綜合權(quán)重，通過(guò)效用函數(shù)判決出最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)，并將判決結(jié)果下發(fā)至終端的接入切換執(zhí)行模塊；
[0040](6)終端的接入/切換執(zhí)行模塊根據(jù)判決結(jié)果向相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)資源并接入。
[0041]一級(jí)判決具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程:
[0042]對(duì)于一級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)選擇和判決過(guò)程在終端側(cè)實(shí)現(xiàn)。
[0043]終端無(wú)線接口管理模塊進(jìn)行接口的狀態(tài)測(cè)量，根據(jù)各種無(wú)線接口的信號(hào)強(qiáng)度形成候選網(wǎng)絡(luò)列表提供給網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊進(jìn)行接入網(wǎng)絡(luò)選擇和判決。
[0044]終端側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊，會(huì)根據(jù)候選網(wǎng)絡(luò)列表、終端的移動(dòng)速度、業(yè)務(wù)類(lèi)型、用戶偏好網(wǎng)絡(luò)的信息，利用一級(jí)判決算法流程進(jìn)行接入網(wǎng)絡(luò)的判決，并將判決結(jié)果下發(fā)給接入/切換執(zhí)行模塊。一級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)判決的算法流程如圖3所示。當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，拒絕接入；當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為單一網(wǎng)絡(luò)時(shí)判定接入單一覆蓋網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為多網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)時(shí)判斷移動(dòng)速度是否超過(guò)門(mén)限值，如果超過(guò)門(mén)限值則判定接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，否則對(duì)業(yè)務(wù)類(lèi)型進(jìn)行判定；當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為純語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為復(fù)合業(yè)務(wù)時(shí)，對(duì)用戶偏好進(jìn)行判定；當(dāng)用戶偏好為UMTS網(wǎng)絡(luò)時(shí)接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶偏好為WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶無(wú)偏好時(shí)，觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決。
[0045]二級(jí)判決具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程:
[0046]對(duì)于二級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)選擇和判決過(guò)程在網(wǎng)絡(luò)側(cè)聯(lián)合接納控制模塊中實(shí)現(xiàn)。
[0047]當(dāng)終端側(cè)一級(jí)判決結(jié)束并觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)首先要進(jìn)行業(yè)務(wù)詳細(xì)信息、用戶信息、網(wǎng)絡(luò)資源及狀態(tài)信息的收集，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源及狀態(tài)、業(yè)務(wù)的詳細(xì)參數(shù)即保障業(yè)務(wù)質(zhì)量的QoS參數(shù)要求，來(lái)確定候選網(wǎng)絡(luò)列表，下發(fā)至網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊(二級(jí))來(lái)進(jìn)行接入網(wǎng)絡(luò)選擇和判決。
[0048]網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊(二級(jí))根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源狀態(tài)信息、用戶信息和候選網(wǎng)絡(luò)列表，利用動(dòng)態(tài)復(fù)合權(quán)重算法獲取各參數(shù)的綜合權(quán)重，通過(guò)效用函數(shù)判決出最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)，并將判決結(jié)果下發(fā)至終端的接入切換執(zhí)行模塊。對(duì)于各參數(shù)的綜合權(quán)重，首先利用改進(jìn)后的AHP層次分析法構(gòu)建多級(jí)層次模型，然后根據(jù)用戶偏好策略和業(yè)務(wù)類(lèi)型來(lái)對(duì)各網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)行主觀賦權(quán)，其次利用信息熵理論求取各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)的客觀權(quán)重，最后通過(guò)主客觀權(quán)重相結(jié)合的方式求得綜合權(quán)重，各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)包括為時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格。
[0049]網(wǎng)絡(luò)側(cè)二級(jí)接入網(wǎng)絡(luò)判決流程如下圖4所示。
[0050]圖4中，主客觀綜合權(quán)重的獲取和網(wǎng)絡(luò)效用計(jì)算方法如下:
[0051](I)求主觀權(quán)重
[0052]通過(guò)改進(jìn)后AHP層次分析法構(gòu)建多級(jí)層次模型，然后根據(jù)用戶偏好策略和業(yè)務(wù)類(lèi)型對(duì)各網(wǎng)絡(luò)屬性指標(biāo)進(jìn)行主觀賦權(quán)。如圖5所示，在AHP層次分析法的層次模型中，以UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方案層，以算法參數(shù)QoS、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格構(gòu)成準(zhǔn)則層，以參數(shù)時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率構(gòu)成子準(zhǔn)則層，以會(huì)話類(lèi)業(yè)務(wù)、流媒體類(lèi)業(yè)務(wù)、交互類(lèi)業(yè)務(wù)、后臺(tái)類(lèi)業(yè)務(wù)構(gòu)成業(yè)務(wù)類(lèi)型層，以選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成目標(biāo)層，子準(zhǔn)則層的各屬性均隸屬于算法參數(shù)QoS。
[0053]主觀權(quán)重計(jì)算流程如圖6所示。根據(jù)AHP層次模型的構(gòu)造確定準(zhǔn)則層判決矩陣和子準(zhǔn)則層判決矩陣；根據(jù)屬性重要性對(duì)比取值表對(duì)準(zhǔn)則層判決矩陣和子準(zhǔn)則層判決矩陣進(jìn)行賦值；根據(jù)算法公式進(jìn)行矩陣處理，并用方根法求權(quán)重，去除包含關(guān)系得出主觀權(quán)重。
[0054](2)求客觀權(quán)重
[0055]客觀權(quán)重的計(jì)算是利用信息熵理論求出各屬性客觀權(quán)重，屬性考慮的屬性仍然是時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格，其計(jì)算方法為現(xiàn)有技術(shù)(參見(jiàn)張鵬，黃開(kāi)枝，基于組合權(quán)重的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)選擇算法[J]，系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2009 (10))
[0056](3)主客觀綜合權(quán)重
[0057]綜合權(quán)重w總=w客.h+w主.(l-h),0 < h < I,其中，w客為客觀權(quán)重，w主為主觀權(quán)重，h為0.5。
[0058]綜合權(quán)重矩陣Ws= [WT We Wa Wb W0 Ws Wk],其中，Wt為時(shí)延權(quán)重，We為數(shù)據(jù)傳輸速率權(quán)重,Wa為丟包率權(quán)重，wB為誤碼率權(quán)重，we為網(wǎng)絡(luò)負(fù)載權(quán)重，Ws為網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)權(quán)重，Wk為網(wǎng)絡(luò)價(jià)格權(quán)重。
[0059](4)網(wǎng)絡(luò)效用的計(jì)算
[0060]標(biāo)準(zhǔn)決策矩陣M如下:

mn nHi /?H ml5 W16 mO
[0061]M
JtHl ?32 mii mM ?35 ?36 ?
[0062]定義網(wǎng)絡(luò)效用函數(shù)V如下:

7
[0063]V1 = Yj wn./?..;其中i表示第i個(gè)網(wǎng)絡(luò)；
[0064]候選網(wǎng)絡(luò)排序按照網(wǎng)絡(luò)效用值的大小，從大到小排序，網(wǎng)絡(luò)效用值最大的網(wǎng)絡(luò)為接入選擇的網(wǎng)絡(luò)。
[0065]下面以WCDMA網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)組成的異構(gòu)無(wú)線融合網(wǎng)絡(luò)為例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0066]圖7所示的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由一個(gè)WCDMA基站和兩個(gè)WLAN接入點(diǎn)(分別為802.1la和802.1lb)組成。WCDMA基站和WLAN接入點(diǎn)的詳細(xì)參數(shù)如表I所示。
[0067]I 接入點(diǎn)參數(shù) 3G 私站W(wǎng)LANl IgXA1AWLAN2 ItA-1i
__(以 TP-SCDMA 為例)(802.11 a 標(biāo)準(zhǔn))(802,1 Ib 標(biāo)準(zhǔn))
'W點(diǎn)數(shù)一 I個(gè)I個(gè)—I個(gè)
~~ (0^0) —(-40i))(40:0)...............................發(fā)射功率一 42dbm27dbm20dbm —...?！猧 頻導(dǎo) — 2015MHz5.4GHz2.45GHz
信0強(qiáng)度閾伯-—RSS 耍求-68dbm-66dbm
j 移動(dòng)速率閨值V _無(wú)要求__10m/s__10m/s
[0068]表I基站和接入點(diǎn)參數(shù)
[0069]為了完整考察本方法的性能，按照用戶業(yè)務(wù)接入效率和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源利用率兩個(gè)角度設(shè)置了兩個(gè)場(chǎng)景:多用戶隨機(jī)屬性接入場(chǎng)景和多用戶隨機(jī)業(yè)務(wù)接入場(chǎng)景。
[0070]( I)多用戶隨機(jī)屬性接入場(chǎng)景
[0071]對(duì)于多用戶隨機(jī)屬性接入場(chǎng)景，多個(gè)終端用戶的位置、移動(dòng)速度、用戶偏好等屬性是隨機(jī)的。如圖7所示，100個(gè)用戶在半徑為150m的范圍內(nèi)隨機(jī)分布，每個(gè)用戶的移動(dòng)速度在[l_15]m/s之間隨機(jī)選取，并設(shè)置10m/s (包含10m/s)為閾值，即用戶移動(dòng)速度大于1m/s，用戶優(yōu)先選擇3G網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)用戶的網(wǎng)絡(luò)偏好在[3G網(wǎng)絡(luò)、WLAN、無(wú)偏好]之間隨機(jī)選取。
[0072]基于以上的用戶業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置，采用本專(zhuān)利提出的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分級(jí)接入控制機(jī)制，對(duì)多次隨機(jī)分布的用戶進(jìn)行接入網(wǎng)絡(luò)的判決，經(jīng)終端側(cè)初級(jí)判決成功的比例如圖8所示。
[0073]從圖8可知，初級(jí)判決接入算法最聞能處理70%左右的用戶接入請(qǐng)求,最低能處理48%左右的用戶接入請(qǐng)求，可見(jiàn)本文初級(jí)判決接入算法能有效地對(duì)用戶接入請(qǐng)求進(jìn)行初級(jí)處理，提升終端設(shè)備利用率同時(shí)減少核心網(wǎng)負(fù)荷，提高整體判決效率。
[0074](2)多用戶隨機(jī)業(yè)務(wù)接入場(chǎng)景
[0075]對(duì)于多用戶隨機(jī)業(yè)務(wù)接入場(chǎng)景，多個(gè)終端用戶的接入業(yè)務(wù)類(lèi)型以及業(yè)務(wù)的持續(xù)時(shí)間是隨機(jī)的。具體場(chǎng)景設(shè)置如下:多個(gè)用戶處于呢0祖、1^^1和1^^2三個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋區(qū)域，假設(shè)每個(gè)用戶只使用一個(gè)隨機(jī)業(yè)務(wù)，并且不同業(yè)務(wù)類(lèi)型按表2中均值不同的泊松分布隨機(jī)到達(dá)，業(yè)務(wù)的持續(xù)時(shí)間按照均值不同的指數(shù)分布持續(xù)。
[0076]
業(yè)務(wù)代表I業(yè)務(wù)生成I業(yè)務(wù)持續(xù)時(shí)間
視頻通話(會(huì)話類(lèi))均值λ =6的泊松分布均值為48的指數(shù)分布
在線點(diǎn)播(類(lèi)媒體類(lèi)) 均值λ =15的泊松分布^均值為100的指數(shù)分布網(wǎng)頁(yè)瀏覽(交互類(lèi))均值λ =8的泊松分布均值為61的指數(shù)分布
郵件收發(fā)(后臺(tái)類(lèi))均值λ =4的泊松分布均值為23的指數(shù)分布
[0077]表2隨機(jī)業(yè)務(wù)屬性表
[0078]各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)變化如表3所示:
[0079]

【權(quán)利要求】
1.一種基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，其特征在于，終端和網(wǎng)絡(luò)側(cè)均有接入網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊，包括以下步驟: (1)終端的無(wú)線接口管理模塊測(cè)量并獲取終端各接口狀態(tài)信息，并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度形成第一候選網(wǎng)絡(luò)列表； (2)當(dāng)用戶通過(guò)終端發(fā)起業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求時(shí)，觸發(fā)終端接入選擇判決流程:終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊向終端的各適配模塊收集判決參數(shù)；終端的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊根據(jù)第一候選網(wǎng)絡(luò)列表和終端的各適配模塊的信息，通過(guò)一級(jí)判決過(guò)程進(jìn)行判決；并將判決結(jié)果下發(fā)至接入/切換執(zhí)行模塊； (3)接入/切換執(zhí)行模塊根據(jù)判決結(jié)果做如下處理:判決結(jié)果為拒絕接入時(shí)，則執(zhí)行模塊直接拒絕該業(yè)務(wù)接入；判決結(jié)果為UMTS網(wǎng)絡(luò)或WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，則向相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)資源并接入；判決結(jié)果為UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)均為有效網(wǎng)絡(luò)，則觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決； (4)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決觸發(fā)后，網(wǎng)絡(luò)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的各模塊收集業(yè)務(wù)、用戶和網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)的判決參數(shù)，同時(shí)由網(wǎng)絡(luò)資源和狀態(tài)管理模塊形成第二候選網(wǎng)絡(luò)列表； (5)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)選擇判決模塊根據(jù)各網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源狀態(tài)信息、業(yè)務(wù)詳細(xì)參數(shù)、用戶信息和第二候選網(wǎng)絡(luò)列表，利用動(dòng)態(tài)復(fù)合權(quán)重算法獲取各參數(shù)的綜合權(quán)重，通過(guò)效用函數(shù)判決出最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)，并將判決結(jié)果下發(fā)至終端的接入切換執(zhí)行模塊； (6)終端的接入/切換執(zhí)行模塊根據(jù)判決結(jié)果向相應(yīng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)資源并接入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，其特征在于，所述步驟(2)中一級(jí)判決過(guò)程如下:當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，拒絕接入；當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為單一網(wǎng)絡(luò)時(shí)判定接入單一覆蓋網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)?shù)谝缓蜻x網(wǎng)絡(luò)列表為多網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)時(shí)判斷移動(dòng)速度是否超過(guò)門(mén)限值，如果超過(guò)門(mén)限值則判定接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，否則對(duì)業(yè)務(wù)類(lèi)型進(jìn)行判定；當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為純語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)業(yè)務(wù)類(lèi)型為復(fù)合業(yè)務(wù)時(shí)，對(duì)用戶偏好進(jìn)行判定；當(dāng)用戶偏好為UMTS網(wǎng)絡(luò)時(shí)接入U(xiǎn)MTS網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶偏好為WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶無(wú)偏好時(shí)，觸發(fā)二級(jí)網(wǎng)絡(luò)選擇判決。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，其特征在于，所述步驟(5)中各參數(shù)的綜合權(quán)重，構(gòu)建多級(jí)AHP層次模型，該層次模型中以UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方案層，以算法參數(shù)QoS、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格構(gòu)成準(zhǔn)則層，以參數(shù)時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率構(gòu)成子準(zhǔn)則層，以會(huì)話類(lèi)業(yè)務(wù)、流媒體類(lèi)業(yè)務(wù)、交互類(lèi)業(yè)務(wù)、后臺(tái)類(lèi)業(yè)務(wù)構(gòu)成業(yè)務(wù)類(lèi)型層，以選擇最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成目標(biāo)層，子準(zhǔn)則層的各屬性均隸屬于算法參數(shù)QoS;根據(jù)用戶偏好策略和業(yè)務(wù)類(lèi)型來(lái)對(duì)各網(wǎng)絡(luò)屬性求取主觀權(quán)重，利用信息熵理論求取各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)的客觀權(quán)重，最后通過(guò)主客觀權(quán)重相結(jié)合的方式求得綜合權(quán)重，其中，各網(wǎng)絡(luò)屬性參數(shù)包括為時(shí)延、數(shù)據(jù)傳輸速率、丟包率、誤碼率、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)和網(wǎng)絡(luò)價(jià)格。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，其特征在于，所述主觀權(quán)重的計(jì)算方法如下:根據(jù)AHP層次模型的構(gòu)造確定準(zhǔn)則層判決矩陣和子準(zhǔn)則層判決矩陣；根據(jù)屬性重要性對(duì)比取值表對(duì)準(zhǔn)則層判決矩陣和子準(zhǔn)則層判決矩陣進(jìn)行賦值；根據(jù)算法公式進(jìn)行矩陣處理，并用方根法求權(quán)重，去除包含關(guān)系得出主觀權(quán)重。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于分級(jí)的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)合接入控制方法，其特征在于，所述綜 合權(quán)重W總=w客-h+w主*(l-h),0 < h < I,其中，w客為客觀權(quán)重，w主為主觀權(quán)重，h為0.5。
【文檔編號(hào)】H04W48/08GK104185248SQ201410056583
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】曹金勇, 單聯(lián)海, 熊勇, 章然, 姚煒 申請(qǐng)人:上海物聯(lián)網(wǎng)有限公司, 上海無(wú)線通信研究中心