一种异构无线网络中用户与网络双向选择方法_2

文档序号:9290349阅读:来源:国知局
络表lUnh 中的netl2,查询netl2的优选用户表R(u) 12,以此类推,直到用户i的优选网络表空为止,如 果用户i在本轮未成功接入,将其加入接入失败用户表,否则从接入请求用户表中移除,更 新候选网络信息;
[0032] 步骤八,一轮匹配博弈结束后,检查接入失败用户表是否为空,若不为空,将接入 失败用户表中的所有用户更新到接入请求用户表,跳转到步骤二进行第二轮匹配博弈;若 为空,表示所有接入请求用户均已接入网络,匹配博弈结束;
[0033] 步骤九,匹配博弈结束后,MDE将匹配结果发送到网络侧和用户侧。
[0034] 综上所述,本发明所述的一种异构无线网络中用户与网络双向选择方法,综合考 虑用户偏好和业务需求以及网络对用户的支持度和自身效益,实现用户与网络双向择优匹 配选择,其有益效果是:
[0035] 1.采用动态匹配博弈,用户和网络均参与选择过程,能全面、综合考虑用户需求、 偏好及其变化,均衡网络负载,提高网络资源利用率和效益。
[0036] 2.用户侧和网络侧同时开启匹配窗口进行多对多博弈,并根据接入情况实时动态 调整匹配参数,能显著提高选择效率,保证用户高效选择网络,实现用户和网络整体满意度 最佳。
【附图说明】
[0037] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
[0038] 图1是本发明中异构多无线网络共存场景示例图
[0039] 图2是本发明中匹配决策引擎(MDE)与网络侧和用户侧的连接关系图
[0040] 图3是本发明中执行FAHP算法构建的层次化结构模型
[0041] 图4是本发明中用户和网络双向选择流程图
【具体实施方式】
[0042] 本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥 的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
[0043] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙 述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0044] 对于附图1所示的异构多无线网络共存场景,多用户多网络双向选择,由以下步 骤进行:
[0045] 步骤一,采集信息,用户侧根据自身检测功能并接收来自网络发出的周期性消息 获取所有网络信息,如传输速率、时延、丢包率、能耗、资费、可承载负荷和覆盖半径等;网络 侧根据用户发送信息获得用户移动速度、切换时间、业务类型等所有用户信息,用户侧和网 络侧将收集到的信息发送到匹配决策引擎(MDE),MDE与网络侧和用户侧的连接关系图如 附图2所示,MDE将所有接入请求用户存入接入请求用户表,将所有候选网络存入候选网络 表;
[0046] 步骤二,计算接入请求用户表中所有用户对候选网络的效用并对网络排序,在附 图1所示的异构多无线网络共存场景中,候选网络包括1张1D-LTE网络、1张WCDMA网络 和2个无线局域网WLAN1和WLAN2,标记为j= 1,2, 3, 4,用户侧采用FAHP+MSD+TOPSIS融 合算法评估候选网络的综合性能,用户i选择传输速率、时延、丢包率、能耗、资费和可承载 负荷作为表征候选网络综合性能的决策属性,建立用户i对4张候选网络的决策矩阵为:
[0047]
[0048] 其中djp为候选网络j= 1,2, 3, 4中属性p的取值,对决策矩阵归一化处理得到归 一化决策矩阵,
[0049]
[0050] 其4
构建如附图3所示的层次化结构模型,采用FAHP算法 对各决策属性两两比较,根据决策属性的相对重要性建立模糊判决矩阵,计算各决策属性 的主观权重Ws= [?sl,…,coj;采用MDS算法分析各决策属性标准差与各决策属性之间 的冲突性,计算各决策属性的客观权重1= [?。:,…,《。6];将主观权重和客观权重加权组 合得到复合权重W= [%,…,《6] =aWs+(l-a)Wo,ok=aosp+(l-a)oop,p= 1,…6, 〇<a<1,用复合权重对归一化决策矩阵加权得到加权归一化决策矩阵,
[0051]
[0052] 其中& ,采用T0PSIS算法计算各候选网络与最优网络的距离沪(m乂/), (p(netu) =5v /{Slf +Su ),./ - 1. ? ?M,
,向上型决 策属性G=max('P) 6 =mi丨试/P,向下型决策属性匕+ =mi_办)G=腿4>,根据 值对各候选网络降序排列,获得候选网络排序表,
[0053]
[0054] 步骤三,网络j根据可承载负荷、覆盖半径以及用户移动速度、切换时间、业务类 型、所需带宽生成网络侧效用函数巾(userj,并根据效用值对所有接入请求用户排序,建 立接入请求用户排序表,网络j匹配运行业务k的用户i时,其效用函数
[0055] <i> (user;)j=Tk [wr (1-Fr) +wbFb+wtFt],
[0056] 其中,0< 1为业务k的优先度,业务类型分为会话类(talk)业务、交互类 (interoperate)业务、流媒体类(stream)业务和后台类(back)业务,设置优先度ytalk>yint_rate> 丫 streaB> 丫 -^\,%分别为用户移动性支持、业务请求带宽支持和切换时 间支持权重,Fr=vit/h表征用户移动性因素,vi为用户i的移动速度,rj为网络j的覆盖 半径,Fb= 表征业务请求带宽因素,Bkj为业务k向网络j申请的带宽需 求,和\。。_^分别为网络j的总可用带宽和当前已用带宽,Ft=max[(t-tth)/t, 0]表征 切换时间因素,t为距上次切换的时间间隔,tth为允许切换的最大时间间隔,当网络资源不 足时,高优先度业务优先接入,当新用户到达时,Ft= 0,巾(userJ,表征了网络j对业务的 支持度,实时业务和切换用户的优先度高,覆盖范围小的网络更偏好于移动较慢的用户;
[0057] 步骤四,根据网络侧效用函数对用户排序:网络j根据所有与接入请求用户匹配 获得的效用值巾(userj对用户排序,建立接入请求用户排序表NOOj,
[0058] N(u)j= {<}>(useru) ><}) (user2j) >???><}) (usernj)},
[0059] 式中usern_j表示在网络j的接入请求用户排序表位于第n位的用户;
[0060] 步骤五,计算用户i的候选网络匹配窗口K,并建立优选网络表,
[0061]
[0062] 式中0i表示为用户i设定的参数,可根据实际情况调整,将候选网络匹配窗口K 内的网络作为用户i的优选网络表Rfch,
[0063] R(n) ;={netn,neti2, . . . ,netiK};
[0064] 步骤六,计算网络j的接入用户匹配窗口R,并建立优选用户表,网络j的接入用户 按接入请求用户排序表N(u),接入,根据用户的请求带宽Bk]计算网络j允许接入的最大用 户数即为接入用户匹配窗口R,
[0065]
[0066] 将N(u)j中前R个用户作为网络j的优选用户表R(u)j,
[0067] R(u)j={useru,user2j, . . . ,userRj};
[0068] 步骤七,用户和网络匹配博弈,用户i首先接入优选网络表Rfch中的netu,然后 查询neh的优选用户表R(u)u,若有用户i,接入成功,否则用户i接入优选网络表lUnh 中的netl2,查询netl2的优选用户表R(u) 12,以此类推,直到用户i的优选网络表空为止,如 果用户i在本轮未成功接入,将其加入接入失败用户表,否则从接入请求用户表中移除,更 新候选网络信息;
[0069] 步骤八,一轮匹配博弈结束后,检查接入失败用户表是否为空,若不为空,将接入 失败用户表中的所有用
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