[發明專利]基于移動預測的異構網絡預切換方法

無效

• 申請號: 201210042588.8
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102547833A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 唐良瑞;蔡明明;祁兵;孫毅;羅軒
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W36/18;H04W36/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，尤其涉及基于移動預測的異構網絡預切換方法。

背景技術

隨著通信技術的不斷發展，異構無線網絡已受到越來越廣泛的關注。當用戶的多模終端具備訪問多個覆蓋網絡的功能時，異構無線網絡的切換問題變得尤為重要。在切換過程中，不僅需要考慮同種網絡小區間的水平切換，還要考慮不同網絡間的垂直切換。垂直切換作為移動終端在不同類型接入網絡間的一種移動性切換模式，是多種網絡融合的基礎，也成為異構無線網絡發展的關鍵特征和核心技術。

異構無線網絡間的垂直切換流程需要使用預切換機制，預切換是指當移動終端在當前網絡鏈路未斷開之前，就開始目標網絡接入的操作過程。在異構無線網絡下，多模終端實時檢測當前服務網絡的鏈路質量，當鏈路質量下降超過預切換門限值時，終端立即向上層服務實體發送相應的LGD(Link_Going_Down)事件消息。切換管理模塊在接收到該事件消息后，將會激活對應的目標網絡接口，并開始連接目標網絡。在斷開當前服務網絡鏈路之前預先完成目標網絡的接入，這樣可以很大程度上降低切換過程中的數據丟包率。預切換機制根據切換門限值作為啟動切換操作的標志，通過切換協議預先掃描信道，顯著降低了因路由更新的滯后而造成的數據分組丟失和切換延時。目前，國內外學者已經對預切換機制切換協議做了大量研究，主要思想是通過改進切換協議來保證網絡較小的切換時延。其中，許多研究集中在信道掩碼的預先信道掃描方法上，該類算法主要在預先信道掃描的過程中對掃描到的接入節點進行數據包的預轉移和預恢復操作，有效降低了系統的切換時延。但其切換門限值設置較高，終端在信號質量較好的情況下也會進行預切換操作，導致當前網絡資源利用不充分。為此，基于自適應門限的預切換機制獲得了極大的關注，該機制能夠根據業務類型和當前網絡的負載情況，自適應調整切換門限系數，設置符合當前網絡信號質量的門限，由于終端在移動過程中的速度和當前網絡的信號質量不停地變化，因此如何根據這些變化設置合理的門限成為了預切換機制研究的關鍵。但是在傳統的自適應門限值的預切換算法中，設置門限值時需要用到移動終端下一時刻的位置信息，而現有的算法并沒能對位置信息做出合理地估計，而是將其近似替代，這樣導致設置的門限值會出現一定偏差，資源利用不充分的問題仍然存在。

發明內容

本發明針對上述缺陷公開了基于移動預測的異構網絡預切換方法。它包括以下步驟：

1)將終端進行預切換的物理時延作為記錄終端移動信息的時間間隔Δt；根據移動終端內置的GPS以Δt的時間間隔對其位置信息進行記錄，移動終端的位置信息包括終端的坐標、速度和接收到當前網絡WLAN的信號質量Q_j；

2)由步驟1)給出的移動終端的位置信息，根據移動預測算法預測終端t_j+1時刻的位置坐標并通過信號質量計算公式預測t_j+1時刻的終端信號質量Q_j+1；

3)設定最差信號質量Q_LD＝9.8064×10^-10W，將其與Q_j+1進行比較，若Q_j+1∈(9.7×10^-10，1.8×10^-9)，則進行下一步驟，否則返回步驟1)；

4)根據終端在t_j時刻坐標和終端在t_j+1時刻的坐標的預測值計算預切換的門限系數a；并得到預切換門限值Q_LGD；

5)將預切換門限值Q_LGD分別與Q_j、Q_j+1進行比較，若Q_j＞Q_LGD且Q_j+1＜Q_LGD，則進入步驟6)；若Q_j＞Q_LGD且Q_j+1＞Q_LGD，則返回步驟1)；

6)當終端信號質量下降至Q_LGD時，開始執行預切換過程，完成后返回步驟1)。

所述步驟2)包括以下步驟：

201)采用步驟1)中的時間間隔Δt，在歷史記錄中取前n個時刻終端的移動速度與終端的當前速度一并作為預測樣本值，n取5～8；

終端速度為矢量，則給定的n+1個樣本值以矢量形式將其分解在x，y軸上的坐標表示如下式所示：