[發明專利]一種針對群組切換的基于高可靠性的網絡篩選方法

在審

• 申請號: 202210023158.5
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114339759A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 明兆發;陶洋;王一強
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W12/08
• 分類號: H04W12/08;H04W12/60;H04W36/00;H04W36/14;H04W36/30;H04W48/16;H04W48/18
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本發明提出了一種針對群組切換的基于高可靠性的網絡篩選方法，該方法通過信任度模型計算出用戶對網絡的信任度，將網絡信號強度、網絡剩余資源、駐留時間及信任度作為判決參數，并通過模糊邏輯系統獲取可靠性高的網絡作為網絡候選集。本發明的優點在于通過引入信任模型能夠篩選出安全性高的網絡作為候選網絡集，可以效避免用戶接入不安全的網絡從而造成經濟損失，并且降低了群組切換的失敗率，避免造成用戶服務中斷，并且通過模糊邏輯系統消除了判決參數的不確定性。

技術領域

本發明屬于異構無線網絡下群組切換中的網絡預篩選算法，屬于移動通信領域。特別是涉及一種針對群組切換的基于高可靠性的網絡篩選方法。

背景技術

隨著5G時代到來，為了運營商、供應商和用戶之間的平衡，各種異構無線網絡將長期共存和互補。隨著接入終端的劇增，尤其是在大巴、高鐵等群組用戶的環境中，可能會出現多終端同時或幾乎同時進行垂直切換，這種現象稱為群組切換(Group VerticalHandoff,GVHO)。在群組切換過程中的網絡發現階段需要提供可靠的網絡作為候選網絡集。傳統的基于接收信號強度的網絡預篩選算法能夠篩選出信號強度強的網絡，從而保證用戶的通信質量。然而隨著異構無線網絡環境的復雜化，各種各樣的安全威脅正在不斷增加，用戶在通信服務過程中的安全性問題日益突出。群組切換過程中如何實現端到端的安全問題，是當前群組切換的重要問題。此外，群組切換過程中，由于切換用戶仍然會以小群組的形式接入候選網絡，因此網絡需要具有足夠的剩余資源確保用戶能夠成功切換。

當前很多研究在垂直切換或群組切換過程中的網絡發現階段考慮網絡預篩選的問題，但大多數工作均采用基于網絡信號強度的網絡預篩選算法。文獻[Sunisa Kunarak,Raungrong Suleesathira.Multi-criteria vertical handoff decision algorithm foroverlaid heterogeneous mobile IP networks[J].Journal ofthe FranklinInstitute,2020,357(10):6321-6351.]通過比較每個鄰居網絡的提供的網絡信號強度，幫助移動用戶初步確定正在移向的目標網絡，并選取網絡信號強度較高的作為候選網絡集；文獻[張家森,李萬林.基于車聯網的多屬性垂直切換算法研究[J].信息與電腦,2021,12:61-64.]在預篩選處理階段，選組信號強度、切換時延、可用帶寬以及網絡費用作為網絡判決屬性，通過設置網絡判決屬性的閾值，將切換時不滿足閾值條件的網絡從候選網絡中刪除。該方法沒有考慮用戶接入網絡的安全性，同時忽略了網絡判決屬性閾值的不確定性。

組切換過程中存在用戶接入不可靠網絡的可能性從而導致切換失敗或造成損失，為此，設計了一種針對群組切換的基于高可靠性的網絡篩選方法，該方法通過引入信任管理機制，避免用戶接入不安全的網絡，并且考慮了網絡信號強度，用戶駐留時間及網絡剩余資源作為判決參數，有效降低群組切換的失敗率和切換頻率。此外，采用模糊邏輯系統獲取高可靠性網絡，消除了判決閾值設定的不確定性，具有現實意義和良好應用前景。

發明內容

本發明旨在解決群組切換的網絡發現階段中候選網絡集的安全可靠性問題。提出一種針對群組切換的基于高可靠性的網絡篩選方法，該方法能夠避免用戶接入不可靠的網絡，同時消除了判決閾值的不確定性。本發明的技術方案如下：

一種針對群組切換的基于高可靠性的網絡篩選算法，應用于群組切換過程中的網絡發現階段，其網絡篩選步驟如下：

步驟1：確定判決參數，選擇網絡信號強度、網絡剩余資源、駐留時間以及信任度作為判決參數。前兩個判決參數可通過網絡直接獲取，駐留時間由群組在網絡覆蓋范圍內行駛的距離與平均速度之比給出，信任度通過用戶對網絡的直接信任及歷史信任給出。

步驟2：參數模糊化，采用三角函數和梯形函數相結合的方法建立4個判決參數隸屬度函數，根據隸屬度函數，將不確定的條件變量的數值映射到模糊集合中。本方法中定義信號強度、網絡剩余資源、駐留時間以及信任度采用“低”、“中”、“高”三檔模糊集。