[發(fā)明專利]一種用于專用融合網(wǎng)絡中基于相對熵和理想解的垂直切換方法

有效

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• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110933691B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 何晨光;楊強;魏守明;譚學治
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W36/14
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權代理有限公司 23211
• 代理人: 孫莉莉

本發(fā)明提出一種用于專用融合網(wǎng)絡中基于相對熵和理想解的垂直切換方法，所述方法所述方法包括步驟1、利用層次分析法計算網(wǎng)絡屬性的主觀權重；步驟2、采用熵值法計算網(wǎng)絡屬性的客觀權重；步驟3、基于相對熵和理想解相似排序法進行候選網(wǎng)絡排序，根據(jù)候選網(wǎng)絡排序順序確定最佳切換網(wǎng)絡；本發(fā)明提出的基于相對熵和理想解相似排序法的垂直切換方法比傳統(tǒng)的簡單加權法具有更好的切換判決性能。

技術領域

本發(fā)明屬于公安專網(wǎng)選擇技術領域，特別是涉及一種用于專用融合網(wǎng)絡中基于相對熵和理想解的垂直切換方法。

背景技術

在自然災害、恐怖襲擊、公共突發(fā)事件或大型活動安保等特殊場景下，現(xiàn)有的公共網(wǎng)絡由于其較差的保密性和較高的網(wǎng)絡負載等原因，可能無法保證及時的指揮調(diào)度通信需求，因此需要構建穩(wěn)定高效的專用網(wǎng)絡。專用移動通信網(wǎng)絡可以為特定用戶群體提供高可靠性的指揮調(diào)度業(yè)務來滿足特殊情況下通信要求的無線通信網(wǎng)絡。目前，中國的警用移動通信網(wǎng)絡主要包括警用數(shù)字集群(Police Digital Trunking,PDT)和寬帶集群通信(Broadband Trunking Communication,B-TrunC)。其中，PDT是具有完全中國自主知識產(chǎn)權的窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)，B-TrunC是基于TD-LTE的“LTE數(shù)字傳輸+集群語音通信”專網(wǎng)寬帶集群系統(tǒng)標準，其在兼容LTE數(shù)據(jù)業(yè)務的基礎上，增加了多媒體集群調(diào)度等寬帶集群業(yè)務功能。在當下移動互聯(lián)網(wǎng)和公用網(wǎng)絡中5G技術迅猛發(fā)展的背景下，專網(wǎng)通信中也不僅僅局限于語音業(yè)務，同時也產(chǎn)生了視頻多媒體業(yè)務的需求。因此，未來警用移動通信網(wǎng)絡一定是寬帶的B-TrunC網(wǎng)絡與窄帶的PDT網(wǎng)絡相互融合并且重疊分布的異構網(wǎng)絡，而網(wǎng)絡切換技術是異構網(wǎng)絡中十分重要的關鍵技術。切換是指移動終端與各個網(wǎng)絡間的當前連接從一個接入點轉移到另一個接入點的機制和過程，根據(jù)移動終端切換前后的網(wǎng)絡是否是同種網(wǎng)絡，切換又分為水平切換與垂直切換。其中水平切換指同種網(wǎng)絡技術下的不同接入點之間的切換，垂直切換指不同網(wǎng)絡技術接入點之間的切換，因此垂直切換是異構網(wǎng)絡系統(tǒng)中必不可少的關鍵技術。垂直切換過程分為網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)、切換判決、切換執(zhí)行三個階段，其中切換判決是最重要的環(huán)節(jié)，此階段的任務是根據(jù)所獲得的切換判定指標來判斷是否需要進行切換，以及應該選擇哪個目標網(wǎng)絡。切換判決算法是否高效合理將直接影響網(wǎng)絡的性能。

現(xiàn)有的異構無線網(wǎng)絡垂直切換判決算法主要分為三類：傳統(tǒng)的切換判決算法、基于多屬性決策的切換判決算法以及基于人工智能的切換判決算法。其中前兩類是目前研究較成熟的技術，第三類為新興熱門研究領域。傳統(tǒng)的切換判決算法的主要網(wǎng)絡參數(shù)是接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)，參考信號接收功率(RSRP,Reference SignalReceiving Power)，鏈路質量等等。當用戶終端接收到的目標參數(shù)到達一定的閾值時，就進行切換決策，但這類算法可能會引起終端在幾個網(wǎng)絡之間來回切換的“乒乓效應”，因此一些方法引入了駐留時間(Dwelling Timer)和遲滯電平的概念。首先初始化一個定時器，當新加入網(wǎng)絡的RSS大于當前網(wǎng)絡時啟動定時器，若定時器期滿時仍然滿足切換條件，則開始執(zhí)行切換。或者引入遲滯電平H，只有當備選網(wǎng)絡的RSS大于當前網(wǎng)絡并且二者的差值大于H時才進行切換。但是這類算法使用的數(shù)學模型相對簡單，且只采用單一的網(wǎng)絡參數(shù)做為主要的判決指標，因此判決結果往往不太理想。為了利用盡可能多的網(wǎng)絡參數(shù)進行切換判決，一些算法采用了多屬性決策(Multi-Attribute Decision Making,MADM)的方法，其基本思想是把網(wǎng)絡切換看作是多屬性的決策問題，通過選取網(wǎng)絡的各項指標參數(shù)以及相應的權重來建立效用函數(shù)，用于比較并且選取最佳的目標切換網(wǎng)絡。其中層次分析法(AnalyticHierarchy Process,AHP)是計算權重時使用最多的算法，它通過對多屬性網(wǎng)絡建立層次模型從而確定各屬性的主觀權重，但是這種方法過于依賴人為經(jīng)驗，因此很難獲得一個完全精確的權重向量。隨著人工智能技術的普及，基于人工智能的切換判決算法近些年來也獲得了很多關注。這類算法通過結合網(wǎng)絡性能及用戶特性等幾種參數(shù)設計多維判決策略，按照所設計的策略做出垂直切換判決。但是由于切換判決過程通常在終端上執(zhí)行，基于人工智能的算法因為其計算過程較復雜度因此很難普及。

發(fā)明內(nèi)容