一种认知无线网络多接入选择的决策方法
【专利摘要】本发明公开了一种认知无线网络多接入选择的决策方法，在框架模块化的基础上，本发明方法首先根据认知无线网络中技术独立的吞吐量、延迟和可靠性指标生成包含当前和过去的活动链接的服务质量信息的可共享的知识库。在这个过程中，使用了模糊逻辑推论和模糊数学。最后，在考虑用户偏好指标的基础上使用多目标模糊决策方法得出最优目标网络。本发明最大的优势在于针对网络多接入选择解决方案不能普遍适用于各种无线技术的问题，提出了具有通用性和结构化特点的多接入选择的解决方案，模糊逻辑对模糊性对象进行精确的描述和处理，可以更进一步提高信息的正确的使用。
【专利说明】一种认知无线网络多接入选择的决策方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络接入技术，尤其是基于多目标模糊决策的认知无线网络多接入选择方法。
【背景技术】
[0002]无线电通信的发展为无线连接提供了许多网络接入技术，例如IEEE802.1UffiMAX和UMTS。同时，在微电子研究上的发展使得这些技术可以被使用在配备有许多无线电接口的单一的移动设备上。在远程通信的研究中，无线网络接入选择的课题被广泛地关注。在有许多接入点选择的情况下，如何让用户选择到一个满足需要的最优选择。
[0003]之前大多数处理这个问题的工作只考虑一个具体的无线技术。最明显的例子就是802.11:许多有价值的解决方案被提出来解决接入点选择的问题，但是所有的方法都根据802.11指定的指标。最终这些解决方案不能用在其他无线技术中，并且最重要的是所得到的性能的指标不能与为其他类型的无线电接口设计的解决方案比较。虽然可以设计网络接入方案来处理某些现有技术，但是一个理想的网络接入点选择解决方案需要足够通用化和模块化，以此使用于引进的新的无线技术。
[0004]从用户的角度看，无线网络接入点选择的解决方案有两个方面需要考虑，第一，感知用户的服务质量是根据端对端性能决定的。之前有关于接入点选择的工作只关注无线连接存在瓶颈的地方，然而核心网络也会有不理想的性能，从而会对端对端网络性能产生不可忽略的影响。第二，端对端网络性能的最优化要考虑不同应用程序的服务质量需求。许多以前有关接入点选择的工作只会把焦点放在网络吞吐量最大化上。然而例如VOTP和游戏等应用程序会被网络的延迟和可靠性严重影响。
[0005]模糊逻辑对模糊性对象进行精确的描述和处理，该技术可以更进一步提高信息的正确的使用。多目标模糊决策在考虑用户偏好的前提下基于，提出接入选择算法，通过最大化每个接入网络的效用，获得优化的资源分配方案。
【发明内容】
[0006]本发明所解决的技术问题是:
[0007]针对网络多接入选择解决方案不能普遍适用于各种无线技术的问题，并且为满足每个用户对接入点的服务质量的要求，且同时能够最小化考虑不同无线技术和应用程序所用的时间和精力，提出了具有通用性和结构化特点的多接入选择的解决方案，根据认知无线网络中技术独立的吞吐量、延迟和可靠性指标生成包含当前和过去的活动链接的服务质量信息的可共享的知识库。新用户接入时，根据可共享的知识库中指标信息结合用户偏好参数，通过多目标模糊决策计算出最优接入选择。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
[0009]首先，无线电链接模块为正在进行的通信的无线链接行为提供吞吐量、延迟和可靠性参数的测量值；[0010]传输层模块测量它感知到的端对端网络层的性能，即吞吐量、延迟和可靠性指标；
[0011]根据无线电链接模块和传输层模块所得的测量值计算核心网络性能的吞吐量、延迟和可靠性指标的值；
[0012]正在通信的用户周期性地计算核心网络性能的测量值和上传信息到认知网络数据库，数据库罗列出所有可以接入的网络的性能描述；
[0013]用户在接入时，无线链接性能的吞吐量、延迟和可靠性指标使用根据三角隶属度函数得到的模糊值表示，这些指标将会由基于在技术特殊化测量值下的无线链接模块提供；
[0014]核心网络从认知网络数据库中读取吞吐量、延迟和可靠性指标的模糊值；
[0015]每个接入点i的预期的网络层和端对端性能结合无线链接性能和核心网络性能得到；
[0016]传输层模块计算得到的吞吐量、延迟和可靠性模糊值指标结合用户偏好指标进行多目标决策得到选择的网络接入点。这里的多目标决策方法可通过以下步骤进行:
[0017]1、根据可接入网络集合和判决指标集合计算得到多指标决策矩阵，标准化决策矩阵建立权重决策矩阵；
[0018]2、指标主观权重确定，采用五级标度赋值法对判决指标的主观权重进行赋值；
[0019]3、确定指标客观权重；
[0020]4、用最小二乘法建立决策模型；
[0021]5、可接入网络的决策值进行排序，决策值最大的就是最佳目标网络。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023]通过认知无线网络多接入选择决策方法，我们能够实现:
[0024]1、框架的模块化设计和基于模糊逻辑的通用的和技术独立的知识表示有利于不同无线技术和应用程序的融合；
[0025]2、模糊逻辑对模糊性对象进行精确的描述和处理，该技术可以进一步提高信息的正确使用；
[0026]3、本文多目标模糊决策方法采用信息熵方法确定判决指标客观权重，并通过最小二乘法对主、客观权重进行折中选择，改进了传统多接入选择算法中对判决指标权重定义主观因素强，判决不准确的的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明中认知无线网络多接入选择的决策方法的流程图。
[0028]图2是本发明中认知无线网络多接入选择的决策方法实施例的流程图。
[0029]图3是本发明中认知无线网络多接入选择的决策方法的多目标模糊决策流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0031]认知无线网络多接入选择决策方法建立模块化的框架，根据各模块的吞吐量、延迟和可靠性指标实施解决方案，如图2所示。最后多目标模糊决策在考虑了用户偏好的基础上，通过最小二乘法对主、客观权重进行折中处理，改进了传统多接入选择决策方法中对判决主观性过强的问题，如图3。首先，无线电链接模块为正在进行的通信的无线链接行为提供吞吐量、延迟和可靠性参数的测量值；传输层模块测量它感知到的端对端网络层的性能，即吞吐量、延迟和可靠性指标；根据无线电链接模块和传输层模块所得的测量值计算核心网络性能的吞吐量、延迟和可靠性指标的值；正在通信的用户周期性地计算核心网络性能的测量值和上传信息到认知网络数据库，数据库罗列出所有可以接入的网络的性能描述；用户在接入时，无线链接性能的吞吐量、延迟和可靠性指标使用根据三角隶属度函数得到的模糊值表示，这些指标将会由基于在技术特殊化测量值下的无线链接模块提供；核心网络从认知网络数据库中读取吞吐量、延迟和可靠性指标的模糊值；每个接入点i的预期的网络层和端对端性能结合无线链接性能和核心网络性能得到；多目标决策方法可以经过以下几个步骤完成:首先，根据可接入网络集合和判决指标集合计算得到多指标决策矩阵，标准化决策矩阵建立权重决策矩阵；而指标主观权重确定则采用五级标度赋值法对判决指标的主观权重进行赋值；确定指标客观权重；然后用用最小二乘法建立决策|吴型；最后是可接入网络的决策值进行排序，决策值最大的就是最佳目标网络。
[0032]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物 界定。
【权利要求】
1.一种认知的无线网络多接入选择决策方法，其特征在于该方法的步骤为: 步骤一、无线电链接模块为正在进行的通信的无线链接行为提供吞吐量、延迟和可靠性参数的测量值； 步骤二、传输层模块测量它感知到的端对端网络层的性能，即吞吐量、延迟和可靠性指标； 步骤三、根据无线电链接模块和传输层模块所得的测量值计算核心网络性能的吞吐量、延迟和可靠性指标的值； 步骤四、正在通信的用户周期性地计算核心网络性能的测量值和上传信息到认知网络数据库，数据库罗列出所有可以接入的网络的性能描述； 步骤五、用户在接入时，无线链接性能的吞吐量、延迟和可靠性指标使用根据三角隶属度函数得到的模糊值表示，这些指标将会由基于在技术特殊化测量值下的无线链接模块提供； 步骤六、核心网络从认知网络数据库中读取吞吐量、延迟和可靠性指标的模糊值；步骤七、每个接入点i的预期的网络层和端对端性能结合无线链接性能和核心网络性能得到； 步骤八、传输层模块计算得到的吞吐量、延迟和可靠性模糊值指标结合用户偏好指标进行多目标决策得到选择 的网络接入点。
2.根据权利要求1所述一种认知的无线网络多接入选择决策方法，其特征在于步骤八中多目标决策得到选择的网络接入点的方法为: 根据可接入网络集合和判决指标集合计算得到多指标决策矩阵，标准化决策矩阵建立权重决策矩阵； 指标主观权重确定，采用五级标度赋值法对判决指标的主观权重进行赋值； 确定指标客观权重； 用最小二乘法建立决策模型； 可接入网络的决策值进行排序，决策值最大的就是最佳目标网络。
【文档编号】H04W48/20GK103906197SQ201310637001
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】洪智 申请人:江苏达科教育科技有限公司