[發(fā)明專利]面向5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)選擇方法

有效

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110677861B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝健驪;李翠然;高文娟;邸敬;呂安琪
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號: H04L45/85
• 分類號: H04L45/85;H04L43/08;H04W24/02;H04W24/06;H04W36/14;H04W36/18
• 代理公司: 蘭州錦知源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62204
• 代理人: 勾昌羽

本發(fā)明公開了一種面向5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)選擇方法，包括：根據(jù)業(yè)務(wù)類型和網(wǎng)絡(luò)時(shí)變特性設(shè)定網(wǎng)絡(luò)切換判決條件；根據(jù)業(yè)務(wù)需求，基于移動用戶的QoS屬性構(gòu)建MDP模型及所述MDP模型的回報(bào)函數(shù)；采用層次分析法確定所述QoS屬性的權(quán)重；當(dāng)滿足所述網(wǎng)絡(luò)切換判決條件時(shí)，通過遺傳?模擬退火算法對所述MDP模型進(jìn)行求解；根據(jù)求解結(jié)果，選擇長期期望回報(bào)值最大的網(wǎng)絡(luò)。切實(shí)解決了5G超密集網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)條件下的網(wǎng)絡(luò)選擇技術(shù)難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電信領(lǐng)域，具體地，涉及一種面向5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)選擇方法。

背景技術(shù)

隨著5G時(shí)代的到來，移動終端的迅速增加帶來了移動數(shù)據(jù)的指數(shù)級增長，須有一個(gè)有效的5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和有效的資源分配算法來調(diào)度系統(tǒng)的資源處理用戶的各種請求。對于如何高效的處理以及分配系統(tǒng)的資源，很多專家學(xué)者們已經(jīng)提出了多種5G無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其中，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是專家學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。

在5G超密集無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，多網(wǎng)絡(luò)制式并存(如5G、4G、3G、WiFi等),持有多模接口終端的移動用戶不必再像傳統(tǒng)的單模終端拘泥于只能通過同一制式網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。而具體采用其中哪一種網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇方法所要解決的問題。

目前提出的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇方法多側(cè)重于采用智能優(yōu)化算法，根據(jù)異構(gòu)環(huán)境下各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)行接入判決，并未考慮已選擇了目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入之后，網(wǎng)絡(luò)屬性的動態(tài)變化對移動用戶、網(wǎng)絡(luò)回報(bào)函數(shù)和切換判決條件的影響。同時(shí)，現(xiàn)有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇方法，其目標(biāo)是最大化每個(gè)連接的期望總回報(bào)，但對移動用戶的業(yè)務(wù)類型未做區(qū)分。然而，5G中業(yè)務(wù)類型不斷增長、移動用戶對網(wǎng)絡(luò)接入的響應(yīng)時(shí)間和接入決策的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。單一的智能優(yōu)化算法已無法滿足5G超密集網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)條件下的網(wǎng)絡(luò)選擇問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種面向5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)選擇方法，以解決5G超密集網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)條件下的網(wǎng)絡(luò)選擇的技術(shù)難題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案是：

一種面向5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)選擇方法，包括：

根據(jù)業(yè)務(wù)類型和網(wǎng)絡(luò)時(shí)變特性設(shè)定網(wǎng)絡(luò)切換判決條件；

根據(jù)業(yè)務(wù)需求，基于移動用戶的QoS屬性構(gòu)建MDP模型及所述MDP模型的回報(bào)函數(shù)；

采用層次分析法確定所述QoS屬性的權(quán)重；

當(dāng)滿足所述網(wǎng)絡(luò)切換判決條件時(shí)，通過遺傳-模擬退火算法對所述MDP模型進(jìn)行求解；

根據(jù)求解結(jié)果，選擇長期期望回報(bào)值最大的網(wǎng)絡(luò)。

進(jìn)一步的，所述MDP模型，包括：

決策時(shí)刻、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)空間、行動集、狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率和回報(bào)函數(shù)。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)空間的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)記，包括：

當(dāng)前連接的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號、候選網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬、候選網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和候選網(wǎng)絡(luò)的抖動。

進(jìn)一步的，所述回報(bào)函數(shù)為：

r(s,a)＝f(s,a)-q(s,a)，

其中，

當(dāng)r(s,a)值為正時(shí),表示收入；當(dāng)r(s,a)值為負(fù)時(shí)，表示費(fèi)用；

f(s,a)為相鄰決策時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)的回報(bào)函數(shù)，q(s,a)為切換代價(jià)函數(shù)，C_g,a為用戶從網(wǎng)絡(luò)g切換到網(wǎng)絡(luò)g′時(shí)的性能損失，當(dāng)未發(fā)生網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)C_g,a值為零，r(s,a)為決策時(shí)刻選擇切換網(wǎng)絡(luò)的回報(bào)函數(shù)，r(s,a)值越大表示決策時(shí)刻選擇切換的網(wǎng)絡(luò)性能愈好。

進(jìn)一步的，