[發明專利]一種異構無線網絡中的網絡選擇方法

在審

• 申請號: 201710019437.3
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN107071815A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 涂興子;陶建平;臧朝偉;張寶龍;趙軍業
• 申請（專利權）人: 平頂山天安煤業股份有限公司
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W48/18;H04W72/08
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司11616
• 代理人: 晏榮府

技術領域

本發明涉及無線網絡選擇技術技術領域，具體是一種異構無線網絡中的網絡選擇算法。

背景技術

下一代無線網絡將是無線個域網(如Bluetooth)、無線局域網(如Wi-Fi)、無線城域網(如3G，LTE，LTE-A)等多種無線接入網共存的異構網絡，滿足未來移動終端業務多樣性的需求。重疊覆蓋同一地理區域的不同類型網絡融合起來構成了異構網絡，為了可以同時接入到多個網絡，移動終端應當具備多個網絡接口，這種移動終端被稱為多模終端，可以在不同網絡之間自由切換。

基于異構網絡融合，可以根據移動終端的特點、業務特點(例如最小數據帶寬需求)和網絡特點，為終端選擇最合適的網絡，提供更好的網絡服務質量。網絡選擇是異構網絡中的一個重要研究課題，其目的是高效利用受限的無線頻譜、傳輸能量以及無線網絡基礎設施。無線資源管理包括終端和基站關聯、越區切換、負載均衡、信道分配和功率控制等。

目前，異構網絡中的網絡選擇算法主要考慮移動終端和基站間的接收信號強度，而接收信號強度只是影響網絡選擇的其中一個因素，而沒有考慮其他影響網絡整體性能的因素，如：數據帶寬，網絡服務價格，覆蓋范圍，實時性和終端移動性等。

1)移動終端在某一地理區域中的分布并非均勻，以接收信噪比為衡量指標的網絡選擇算法會使某些運營商的基站由于服務過多的終端而趨于過載或網絡擁塞，而另一些服務商的基站卻可能負載較輕、甚至空閑狀態，造成對網絡資源的極大浪費；

2)異構網絡中的網絡選擇算法仍應該以滿足移動終端的網絡服務質量為目標，同時，應該兼顧最優化利用覆蓋同一區域不同運營商基站的網絡資源；

3)現有的異構網絡選擇算法當移動終端業務變動頻繁時，需要處理大量的狀態信息，從而使異構網絡管理單元計算量大增，造成終端的網絡接入時延；

4)為了維護覆蓋同一區域的多個運營商基站和移動終端的信息一致性，異構網絡管理單元需要在網絡中進行頻繁的信息廣播和收集，造成不必要的網絡開銷。

發明內容

為了克服上述現有的缺點，本發明提出一種異構無線網絡中的網絡選擇方法，它通過對覆蓋同一區域的多個網絡運營服務商基站的可用帶寬進行監測，合理調度異構網絡中的無線資源，滿足移動終端的最小數據帶寬。

本發明是以如下技術方案實現的：一種異構無線網絡中的網絡選擇方法，

步驟(1)各運營商向異構網絡管理單元提交其可承載帶寬；

步驟(2)異構網絡管理單元根據各運營商的當前可承載帶寬，確定每個運營商最終的帶寬承載量；

步驟(3)異構網絡管理單元按照各運營商的最終帶寬承載量和各終端的最小帶寬需求量進行終端和基站關聯。

進一步：覆蓋同一地理區域的各運營商在每個算法運行周期向異構網絡管理單元提交其可承載帶寬，第i個運營商的可承載帶寬用d_i表示，單位：比特/秒，d_i定義為

其中，B_i是運營商BS_i的當前剩余帶寬；r是帶寬預留參數且0<r<1，(B_i)^r則表示運營商BS_i當前可承載的最大帶寬，剩余的可用帶寬B_i-(B_i)^r是為移動終端的漫游和越區切換所預留的；當BS_i的帶寬仍有余量時，即b_i<(B_i)^r，BS_i所能承載的最大帶寬即為d_i＝b_i＝(B_i)^r；否則，當BS_i沒有多余帶寬，即b_i≥(B_i)^r，BS_i可以通過調節平滑系數θ來啟用預留帶寬，平滑系數θ為[0,1]之間的隨機數。

進一步：在每個算法運行周期，異構網絡管理單元獲得如下信息：

(1)同一地理區域中全部移動終端的無線帶寬需求總量T,單位：比特/秒；

(2)任意第i個運營商的基站BS_i可以提供的帶寬d_i，定義函數