[發明專利]一種異構無線網絡中基于貝葉斯決策的垂直切換方法

有效

• 申請號: 201711249262.1
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108235390B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 錢志鴻;楊冰濤;許建華;黃嵐;王雪
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/14;H04W36/16;H04W36/30
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種異構無線網絡中基于貝葉斯決策的垂直切換方法，針對異構無線網絡環境中移動終端在不同網絡間頻繁切換的問題，本發明提出了基于貝葉斯決策的垂直切換方法，利用終端的接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)計算終端切換的先驗概率；結合貝葉斯公式求出終端切換的后驗概率；采用層次分析法和熵值法確定網絡參數包括：可用帶寬、時延、誤碼率和時延抖動等的權重，基于簡單加權法構建移動終端在不同狀態下采取不同行動的收益函數；綜合考慮切換的后驗概率與收益函數，構造切換的后驗收益函數，并基于后驗收益函數進行切換判決。本發明能夠有效地減少切換次數，抑制切換過程中的“乒乓效應”，提高系統的資源利用率。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，更具體的說是涉及一種異構無線網絡中基于貝葉斯決策的垂直切換方法。

背景技術

未來，無線通信技術的發展，將會促使更多新的無線接入技術的出現。不同的接入技術在為終端用戶提供服務方面各有側重且無法替代，單靠某一種接入技術已無法滿足終端用戶日益多樣化的需求。下一代無線網絡將朝著協同融合的異構無線網絡的趨勢發展。不同的無線網絡在某些區域相互覆蓋，形成異構無線網絡。異構無線網絡不僅僅是多種無線網絡在地理上的重疊，而是協同不同無線網絡，突破單一網絡的局限，為用戶提供多樣化的服務，實現一加一大于二。然而，在異構無線網絡中，不同無線網絡在覆蓋范圍、傳輸速率和接入技術等方面所存在的差異成為異構無線網絡融合的障礙。網絡間的垂直切換是突破這種障礙，促使異構無線網絡協同融合的可行之法。在復雜的異構無線網絡環境下，如何隨時隨地為用戶提供多樣化的服務、保障用戶的服務質量成為一個熱點問題。

目前關于異構無線網絡垂直切換的研究已經取得一定的進展，提出了多種不同的異構無線網絡垂直切換算法。現存異構無線網絡垂直切換算法主要分為以下五類：1)基于RSS的垂直切換算法。該類算法設定一個RSS閾值和駐留時間，當終端的RSS值低于設定的RSS閾值，并且維持一段時間(駐留時間)，則終端進行切換。該類算法較為簡單，但是由于影響RSS的因素眾多，會導致終端在不同網絡間頻繁切換，產生“乒乓效應”。2)基于多屬性決策的垂直切換算法。該類方法綜合考慮影響用戶QoS(Quality ofService)的網絡參數，利用層次分析法確定網絡參數的權重并基于簡單加權法構造切換收益函數。該類算法較為簡單，但靈活性較差。3)基于馬爾科夫決策的垂直切換算法。該類算法將垂直切換過程建模為馬爾科夫決策過程，通過最大化每次連接的回報來制定最優切換策略。4)基于人工智能的垂直切換算法。該類算法可分為兩個類別：一是基于模糊邏輯的垂直切換算法，將模糊邏輯引入到垂直切換過程中，將影響切換的因素如：接收信號強度、數據傳輸速率、速度和負載模糊化處理，并按照制定的模糊規則進行切換判決；二是基于神經網絡的垂直切換算法，將網絡的切換選擇問題轉化為神經網絡的分類問題，將網絡的不同參數以及用戶的偏好等作為神經網絡的輸入，神經網絡的輸出作為用戶的切換策略。5)基于博弈論的垂直切換算法：該類算法將垂直切換過程建模為一個合作博弈模型，博弈的參與者是用戶和網絡，基于囚徒困境或納什均衡原理，通過制定獎勵合作、遏制對抗的機制達到博弈的動態平衡。

因此，如何提供一種簡單、高效且能基于與切換有關的各種信息進行決策，使得決策的結果更加可靠，同時能夠效地減少切換次數，抑制切換過程中的“乒乓效應”，提高系統資源利用率的異構無線網絡垂直切換方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種異構無線網絡中基于貝葉斯決策的垂直切換方法，不僅簡單、高效且能基于與切換有關的各種信息進行決策，使得決策的結果更加可靠，同時能夠效地減少切換次數，抑制切換過程中的“乒乓效應”，提高系統資源利用率。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種異構無線網絡中基于貝葉斯決策的垂直切換方法，具體包括以下步驟：

S1：計算切換的先驗概率；

S2：計算切換的后驗概率；