专利名称：一种异构无线网络中基于流切换的群组切换方法
技术领域：
本发明属于无线异构网络中的切换领域，涉及一种基于流切换的群组切换方法。
背景技术：
在新技术与市场的共同推动下，无线接入技术取得了巨大的进展，异构无线网络 的融合成为未来移动通信系统发展的必然趋势。在某一地理区域内，多个不同类型的网络 可能重叠覆盖，相互补充。为了适应这种异构环境，多模的智能终端设备正在不断普及，它 们可以选择接入/切换至最适合的网络。当这些终端具有相近的移动特征时，便出现了群 移动场景。例如，某一用户拥有多个终端设备，构成了一个PAN，PAN移动时就是一个群移动 场景。又如，车载环境下的多名乘客手持终端同时移动，也是一个群移动场景。在群移动场景下，如果每个终端沿用单用户切换时的算法，可能会出现多个用户 同时选择某一个目标网络的情况。该目标网络的质量(带宽、时延)由于拥塞而下降，进而 导致终端的再次切换。为了避免这种乒乓效应，在设计群移动切换策略时必须同时考虑多 个终端的切换，以及相互造成的影响。目前针对群移动场景提出的切换策略还很少，异构无 线网络中多用户的群组切换策略主要分为两类。第一类是由多个切换候选节点随机退避 一段时间，再发起切换，从而减少拥塞的概率；第二类是由联合无线资源管理(Joint Radio Resource Management, JRRM)模块收集终端侧和网络侧的信息，做出全局的切换判决策略， 再交予各网络执行。未来的异构无线网络将提供综合业务，即每一个通信连接上可能有多种不同的业 务流同时进行传输，且每一种业务都有各自不同的QoS需求。然而，目前的切换控制策略通 常是基于通信连接本身的，即在终端移动过程中，保证通信连接可以从一个网络接口转移 到另一个网络接口，且保证该通信连接的连续性。在这种切换策略下，目标接入网络必须满 足连接中所有业务流的QoS，然后才能顺利完成切换。一旦某项业务的QoS无法满足，通信 连接很可能因为没有合适的网络而发生中断。为了充分利用网络分集的特性，提高资源利用率，有研究提出了流切换技术，即支 持不同业务流进行单独选网。然而，若多个业务流由同一终端承载，它们在选网时可能受到 该终端的无线接口类型和数目的限制。此外，考虑终端的移动性，业务流的候选网络集合会 发生改变。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种异构无线网络中的群组切换方法，在网络资源受限 的场景下最大化全体用户的满意度，同时提高网络的利用率及保证负载均衡。本发明的群组切换方法以移动终端上承载的业务流作为切换研究的对象。具体 地说，本发明是在无线异构网络的群移动场景下，由集中式的JRRM实体收集各网的可用带 宽、群组中所有终端的位置、接入能力(无线接口的数目和类型)等信息，做出全局的切换判 决，并能够有效支持业务流单独选网的一种群组切换方法。
本发明方法中，群组内共包含f Of > 2)个终端，分别用 \,…，Tk穌。每个终端均 具备多个不同的网络接口，且至少承载一个业务流，则群组内^个终端承载的所有业务流 的集合表示为於以，…，SmI(M^K)0系统中共包括彡2)个接入网，分别用Ar1,…，夂 表示。JMMR实体位于这些接入网络之上，负责收集网络侧和终端侧的信息。整个系统区域 根据不同的网络检测集划分为不同的位置，所有位置的集合为^ = IZ1，…，Zz}。本发明方法包括三个阶段群组切换的发起、群组切换的判决和群组切换的执行。1、群组切换的发起
本发明的群组切换由JRRM发起，具体的方法是
JRRM通过无线接入通告功能，周期性地检测群组内f个终端所处的位置。用矢量 1' = (I1',…品)和丨=(4,…^分别表示I个终端在上一检测周期和当前检测周期所处的位
置，其中1i，厶=1，···，#。JRRM —旦监测到某个终端发生了位置变化，即存在厶乒&
(1 ^ ^ ^ ,则发起切换判决。2、群组切换的判决
本发明的群组切换以业务流为切换单位。矩阵Z={i.}#x#表示群组内I个业务流当前的连接状态，其中^7 e {0，1}，1≤
^j<N。A7=I表示业务流i连接至网络j·，A7 =0表示业务流i未连接至网络j。矩阵A=fei7.}#x#表示群组内I个业务流的选网或切换策略，其中 e {0，1}，1≤ i ( M j<N。ai7.= l表示业务流i切换至网络j·，=0表示业务流i不切换至网 络J·。所有可能的策略集合用AS表示，则A e AS。群组切换的判决阶段包括优化目标的确定、约束条件的限制和优化策略的求解三 个步骤
步骤1 优化目标的确定
本发明的目标是找到最优的群组切换策略k*，使得系统获得的报酬最大。当切换决策 为A时，系统报酬GR(A)表示如下
其中，你㈧为用户侧的收益函数，6P(A)为网络侧的惩罚函数，2为两者的折中系数。 优化目标为
Maximize . w λ G As GR{K)。1)确定用户侧的收益函数你(A)
在群移动场景下，切换策略需考虑群组内所有用户的满意度。业务流接入的网络越适 合，获得的QoS越高，用户的满意度越大。当切换决策为A时，你(A)可以表示为群组内所 有业务流的收益之和
权利要求
1. 一种异构无线网络中基于流切换的群组切换方法，其特征在于该方法首先进行群 组切换的发起，然后进行群组切换的判决，最后执行群组切换判决结果； 步骤A群组切换的发起，具体的是JRRM通过无线接入通告功能，周期性地检测群组内f个终端所处的位置，用矢量
全文摘要
本发明涉及一种异构无线网络中基于流切换的群组切换方法。现有的业务流一般由同一终端承载，它们在选网时可能受到该终端的无线接口类型和数目的限制。本发明是在无线异构网络的群移动场景下，由集中式的JRRM实体收集各网的可用带宽、群组中所有终端的位置、接入能力等信息，做出全局的切换判决，并能够有效支持业务流单独选网。本发明具体包括群组切换的发起、群组切换的判决和群组切换的执行。本发明针对群移动的场景，采用集中式的JMMR进行切换判决，以避免多个终端同时切换带来的乒乓效应。
文档编号H04W36/14GK102104911SQ20111005249
公开日2011年6月22日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者王匡, 谢磊, 陈惠芳, 陈雅欣 申请人:浙江大学