[發(fā)明專利]一種異構多認知無線網絡共存環(huán)境中的網絡選擇方法

有效

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• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104301969B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 馮文江;鄧藝娜;黃天聰;羅清;趙興成;顧少翔
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04W48/18
• 分類號: H04W48/18
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 余錦曦

技術領域

本發(fā)明涉及無線移動通信領域，具體地說，是在異構多認知無線網絡共存環(huán)境中，認知用戶在異構多網共存場景中發(fā)起新業(yè)務或因移動而切換時，對鄰居網絡進行擇優(yōu)接入的一種網絡選擇方法。

背景技術

通信業(yè)務的迅猛增長與服務質量的不斷提高，促使無線通信網絡一方面必須探索新的傳輸體制來提高頻譜資源效率，另一方面也在不斷尋求新的頻譜可用機會。認知無線電(Cognitive Radio,CR)作為一種智能通信技術，其具有的環(huán)境意識、行為意識和目標意識特征，允許在時域、頻域和空域上進行多維的頻譜共享。隨著模擬電視向數字電視發(fā)展，授權電視頻段出現了大量空白片段(Television White Space,TVWS)。與ISM(Industrial Scientific Medical)頻段相比，TVWS頻段具有更好的無線傳輸性能，且任何依據無線電頻譜規(guī)則實施的系統均可免申請接入。目前，國際標準化組織已發(fā)布多款基于認知無線電技術接入TVWS頻段的通信標準，如IEEE802.22，IEEE802.11af，IEEE802.16h和ECMA392等。從用戶角度看，異構多網共存可以實現無縫覆蓋，為用戶提供更好的通信服務，支持多模接入的智能終端能接入覆蓋區(qū)域內的任何網絡。然而，不同網絡在體系結構和提供的QoS(Quality of Service)性能方面存在差異，終端用戶需要結合自身業(yè)務需求對各網絡進行性能評估，從而選擇最佳網絡接入。因此，用戶終端通過網絡識別掌握各網絡的運行質量，根據當前各網絡質量選擇最佳網絡為用戶提供接入服務是異構多網共存應用有待解決的技術難點。

能夠觸發(fā)網絡選擇的原因很多：一是不同接入網采用不同的接入規(guī)范、具有不同的傳輸特性與QoS保障能力；二是業(yè)務類型已突破傳統的話音業(yè)務與數據業(yè)務劃分，QoS需求呈現多樣性；三是移動終端具有不同的傳輸支持能力、業(yè)務支持能力和人機交互能力；四是用戶需求呈現多樣性。

發(fā)明內容

本發(fā)明綜合考慮用戶偏好、業(yè)務需求和網絡性能三方面因素，針對基于IEEE802.11af的無線局域網、基于IEEE 802.22的無線區(qū)域網、基于IEEE 802.15.4m的智能公共事業(yè)網、基于IEEE 802.16h的WiMAX網以及基于ECMA 392的智能信息柵格網構成的異構多認知無線網絡共存場景，為了在保障用戶偏好和業(yè)務需求的同時，提高網絡整體資源利用率，實現用戶與網絡運營商各自利益的折中，采用改進的逼近理想解排序法(Improved Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,ITOPSIS)避免候選網絡排序異常；引入熵權作為決策屬性的客觀權重，依據決策屬性與業(yè)務類型、網絡性能之間的關聯關系定義主觀權重，將客觀權重和主觀權重組合形成復合權重，采用復合權重加權ITOPSIS算法執(zhí)行最佳網絡選擇，均衡網絡負載，合理利用網絡資源。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種基于多決策屬性復合權重加權的異構多認知無線網絡共存環(huán)境中的網絡選擇方法，由以下步驟組成：

步驟一：構建決策矩陣D，

其中，m表示候選網絡數，n表示決策屬性數，d_ij(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)表示候選網絡i對決策屬性j的表現；

步驟二：利用步驟一構建的決策矩陣D生成歸一化決策矩陣A，

其中，

步驟三：依據用戶偏好和業(yè)務類型構建層次化結構模型，為各決策屬性執(zhí)行主觀賦權，該層次化結構模型中的目標層是選擇的最佳網絡，準則層是決策屬性，方案層是候選網絡，根據各決策屬性的相對重要性，計算主觀權重

對主觀權重做歸一化處理，得到歸一化主觀權重為，

步驟四：根據熵的定義，計算各決策屬性的熵，決策屬性j的熵e_j為：

其中，

步驟五：利用步驟四獲得的熵e_j計算決策屬性j的熵權，并將其作為客觀權重

熵權表征了決策屬性能提供的信息量，決策屬性的熵權越大，表明提供的信息量越多，如果某決策屬性的熵權為0，表明該決策屬性未提供有用信息，在該決策屬性下所有候選網絡無差異，應從評估指標體系中剔除該決策屬性；

步驟六：將步驟三獲得的歸一化主觀權重和步驟四獲得的客觀權重加權組合得到決策屬性j的復合權重ω_j，