基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決技術(shù)，特別是一種基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的異 構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，信息的交換和傳輸已經(jīng)成為人們生活中與衣食 住行一樣必不可少的部分。為了實(shí)現(xiàn)此目的，無(wú)線通信技術(shù)在近20年內(nèi)呈現(xiàn)出異常繁榮的 景象，也帶來(lái)了多種類型無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和共存，該些無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)有著各自的技術(shù) 特點(diǎn)，它們從底層的接入方式到高層的資源管理與控制等技術(shù)都不盡相同，彼此互不兼容。 因此該些無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)被統(tǒng)一稱為異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（HeterogeneousWirelessNetwork)。
[0003]異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生一方面給我們的生活帶來(lái)的便利，我們可W利用多模終端智 能化的接入手段，使多種不同類型的網(wǎng)絡(luò)共同為用戶提供隨時(shí)隨地的無(wú)線接入。另一方面 也面臨著很多問題和挑戰(zhàn)。無(wú)線技術(shù)所使用的空中接口設(shè)計(jì)及相關(guān)協(xié)議在實(shí)現(xiàn)方式上具有 差異性和不可兼容性。該也使得目前各種無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)面臨一系列的問題與挑 戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在頻譜資源、組網(wǎng)接入技術(shù)、業(yè)務(wù)需求、移動(dòng)終端和運(yùn)營(yíng)管理等方面。
[0004]由于異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性和高效性帶來(lái)了挑戰(zhàn)，而且 該種異構(gòu)性也給移動(dòng)性管理技術(shù)、聯(lián)合無(wú)線資源管理、端到端的QoS保證和安全性能帶來(lái) 了挑戰(zhàn)。其中移動(dòng)性管理是異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)面臨的一個(gè)主要問題，而網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決又是 移動(dòng)性管理的核也內(nèi)容，但是當(dāng)前存在的網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決算法都只是考慮了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的 狀態(tài)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的好壞做出切換的判決，因此容易切換到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量正在不斷下降 的網(wǎng)絡(luò)，該樣的不必要切換不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且降低了用戶的滿意度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1、本發(fā)明的目的。
[0006]本發(fā)明在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法，從而 實(shí)現(xiàn)無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決。
[0007]2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0008]第一步、網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)收集，包括可用帶寬、端到端延遲、誤碼率和抖動(dòng)； 第二步、基于網(wǎng)絡(luò)QoSS參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分計(jì)算，采用歸一化值加權(quán)完成網(wǎng)絡(luò)QoS得 分的計(jì)算； 第H步、基于GM(1，1)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分預(yù)測(cè)，采用新陳代謝GM(1，1)預(yù)測(cè)模型，即用最 新的樣本值去掉最老的樣本值； 第四步、基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)值和真實(shí)值的網(wǎng)絡(luò)選擇，如果候選網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值大于當(dāng)前 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值，并且候選網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值大于可接受的網(wǎng)絡(luò)QoS闊值，則作為候選網(wǎng)絡(luò) 繼續(xù)存在，否則刪除該候選網(wǎng)絡(luò)，最后從候選網(wǎng)絡(luò)中選擇得分最高的網(wǎng)絡(luò)作為切換的目標(biāo) 網(wǎng)絡(luò)。
[0009] 3、本發(fā)明的有益效果。
[0010] (1)區(qū)分四種不同的業(yè)務(wù)類型，提高了網(wǎng)絡(luò)QoS評(píng)分的準(zhǔn)確性。
[0011] (2)采用GM(1，1)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)QoS得分，從而實(shí)現(xiàn)提前感知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的 變化，減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)垂直切換。
[0012] (3)考慮電池電量的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)選擇方法，避免了電量過(guò)低時(shí)的頻繁網(wǎng)絡(luò)切換，增加 了移動(dòng)終端的續(xù)航時(shí)間。
[0013] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法的流程圖。
[00巧]圖2是GM(1，1)模型網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)示意圖。
[0016] 圖3是網(wǎng)絡(luò)選擇流程圖。
【具體實(shí)施方式】 實(shí)施例
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方 法，主要涉及到3個(gè)主要的步驟：網(wǎng)絡(luò)QoS得分計(jì)算、基于GM(1，1)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分預(yù)測(cè)、網(wǎng) 絡(luò)選擇。
[001引 （1)網(wǎng)絡(luò)QoS得分的計(jì)算。
[0019] 網(wǎng)絡(luò)QoS得分的計(jì)算基于四個(gè)QoS參數(shù)，采用簡(jiǎn)單加權(quán)法完成，同時(shí)考慮到不同的 應(yīng)用業(yè)務(wù)類型有不同的QoS要求，因此將應(yīng)用類型分為通話業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)、交互式業(yè)務(wù) 和后臺(tái)業(yè)務(wù)，并分別賦予不同的權(quán)重，如表1所示。
[0020] 表1參數(shù)權(quán)重表_
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法，其特征在于步驟如下： 第一步、網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)收集，包括可用帶寬、端到端延遲、誤碼率和抖動(dòng)； 第二步、基于網(wǎng)絡(luò)QoSS參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分計(jì)算，采用歸一化值加權(quán)完成網(wǎng)絡(luò)QoS得 分的計(jì)算； 第三步、基于GM(1，1)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分預(yù)測(cè)，采用新陳代謝GM(1，1)預(yù)測(cè)模型，即用最 新的樣本值去掉最老的樣本值； 第四步、基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)值和真實(shí)值的網(wǎng)絡(luò)選擇，如果候選網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值大于當(dāng)前 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值，并且候選網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值大于可接受的網(wǎng)絡(luò)QoS閾值，則作為候選網(wǎng)絡(luò) 繼續(xù)存在，否則刪除該候選網(wǎng)絡(luò)，最后從候選網(wǎng)絡(luò)中選擇得分最高的網(wǎng)絡(luò)作為切換的目標(biāo) 網(wǎng)絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法，其特 征在于所述的步驟二中網(wǎng)絡(luò)QoS得分的計(jì)算采用如下方法：網(wǎng)絡(luò)QoS得分的計(jì)算將應(yīng)用類 型分為通話業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)、交互式業(yè)務(wù)和后臺(tái)業(yè)務(wù)，并分別賦予不同的權(quán)重，基于這四 個(gè)QoS參數(shù)，采用歸一化值加權(quán)完成網(wǎng)絡(luò)QoS得分的計(jì)算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法，其特 征在于：處理時(shí)區(qū)分兩種類型參數(shù)：越大越好的參數(shù)類型和越小越好的參數(shù)類型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法，其特 征在于：所述的步驟三中基于GM(1，1)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分預(yù)測(cè)采用如下辦法： 設(shè)網(wǎng)絡(luò)QoS得分的樣本值為
其中x(i)為第i個(gè)樣本值，根 據(jù)GM(1，1)預(yù)測(cè)方程
預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)QoS得分，其 中a，b為帶估參數(shù)，采用最小二乘法完成參數(shù)的估計(jì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法，其特 征在于所述的第四步中網(wǎng)絡(luò)選擇，基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)值、真實(shí)值和電池電量，如果電池電量 大于10%，則首先對(duì)候選網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行過(guò)濾，將網(wǎng)絡(luò)QoS真實(shí)值低于閾值的網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè) 值低于閾值或者低于當(dāng)前服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的QoS預(yù)測(cè)值的網(wǎng)絡(luò)從候選網(wǎng)絡(luò)列表中刪除，然后從候 選網(wǎng)絡(luò)中選擇QoS預(yù)測(cè)得分最高的網(wǎng)絡(luò)作為切換的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；如果電池電量低于10%，則首 先判斷當(dāng)前服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的QoS得分是否低于閾值，要是低于閾值，則從候選網(wǎng)絡(luò)列表中選擇 耗電量最小的并且QoS真實(shí)得分和預(yù)測(cè)得分均大于閾值的網(wǎng)絡(luò)，否則停留在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)的異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)垂直切換判決方法。該方法第一步、網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)收集；第二步、基于網(wǎng)絡(luò)QoSS參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分計(jì)算，采用歸一化值加權(quán)完成網(wǎng)絡(luò)QoS得分的計(jì)算；第三步、基于GM(1,1)的網(wǎng)絡(luò)QoS得分預(yù)測(cè)；第四步、基于網(wǎng)絡(luò)QoS預(yù)測(cè)值和真實(shí)值的網(wǎng)絡(luò)選擇。本發(fā)明區(qū)分四種不同的業(yè)務(wù)類型，提高了網(wǎng)絡(luò)QoS評(píng)分的準(zhǔn)確性；采用GM(1，1)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)QoS得分，從而實(shí)現(xiàn)提前感知網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的變化，減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)垂直切換；考慮電池電量的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)選擇方法，避免了電量過(guò)低時(shí)的頻繁網(wǎng)絡(luò)切換，增加了移動(dòng)終端的續(xù)航時(shí)間。
【IPC分類】H04W36-30, H04W36-14
【公開號(hào)】CN104754669
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310741750
【發(fā)明人】李千目, 茅海雁, 侯君, 孫向軍, 薛熒熒, 龍娟娟
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日