[发明专利]基于移动预测的异构网络预切换方法

权利要求书

1.基于移动预测的异构网络预切换方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1)将终端进行预切换的物理时延作为记录终端移动信息的时间间隔Δt；根据移动终端内置的GPS以Δt的时间间隔对其位置信息进行记录，移动终端的位置信息包括终端的坐标、速度和接收到当前网络WLAN的信号质量Q_j；

2)由步骤1)给出的移动终端的位置信息，根据移动预测算法预测终端t_j+1时刻的位置坐标并通过信号质量计算公式预测t_j+1时刻的终端信号质量Q_j+1；

3)设定最差信号质量Q_LD＝9.8064×10^-10W，将其与Q_j+1进行比较，若Q_j+1∈(9.7×10^-10，1.8×10^-9)，则进行下一步骤，否则返回步骤1)；

4)根据终端在t_j时刻坐标和终端在t_j+1时刻的坐标的预测值计算预切换的门限系数a；并得到预切换门限值Q_LGD；

5)将预切换门限值Q_LGD分别与Q_j、Q_j+1进行比较，若Q_j＞Q_LGD且Q_j+1＜Q_LGD，则进入步骤6)；若Q_j＞Q_LGD且Q_j+1＞Q_LGD，则返回步骤1)；

6)当终端信号质量下降至Q_LGD时，开始执行预切换过程，完成后返回步骤1)。

2.根据权利要求1所述的基于移动预测的异构网络预切换方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：

201)采用步骤1)中的时间间隔Δt，在历史记录中取前n个时刻终端的移动速度与终端的当前速度一并作为预测样本值，n取5～8；

终端速度为矢量，则给定的n+1个样本值以矢量形式将其分解在x，y轴上的坐标表示如下式所示：

202)建立多项式表示终端速度的变化形式，再代入步骤201)中n+1个样本值计算多项式的各项系数；

用多项式表示终端在t_j-n时刻至t_j时刻的时间段内变化的函数，使用下式表示：

设ti表示第i个样本点的时刻，且t_j-n≤t_i≤t_j，此时移动终端速度的样本值为则预测数列与样本值的误差B用下式表示：

B=Σi=j-nj-1[V→i-(b→0+b→1i+b→2i2···+b→kik)]2]]>

为求出系数组将b₀-b_k分别视为一个变量，当误差B为最小值时，可令B对每个变量偏导数为零，则能得到k阶方程组，如下式所示：

b→0(Σi=1ni0)+b→1(Σi=1ni1)+···+b→k(Σi=1nik)=Σi=1ni0V→ib→0(Σi=1ni1)+b→1(Σi=1ni2)+···+b→k(Σi=1nik+1)=Σi=1ni1V→i...........................b→0(Σi=1nik)+b→1(Σi=1nik+1)+···+b→k(Σi=1ni2k)=Σi=1nikV→i]]>

通过高斯消元法解出系数组的值，将其代入中，得到速度多项式的表达式根据表达式的变化趋势，预测终端在t_j+1时刻的速度，如下式所示：

203)对所得多项式进行修正，具体说明如下：

为实际的终端速度样本点，表示修正前终端在t_j+1时刻速度的预测值，即为步骤202)中由预测出来的速度值，表示修正后终端在t_j+1时刻速度的预测值，表示修正的误差值，表示t_i时刻的实际速度样本值，令

则修正后的样本值可由下式得到：

上式中，表示t_i时刻终端速度实际样本值的修正值，表示t_i时刻终端速度的预测值与实际样本值的误差值；将取代步骤202)中的然后重复步骤202)就能得到修正后的多项式预测曲线

204)根据修正后的多项式预测曲线求出t_j+1时刻的终端的速度的预测值

205)根据修正前在t_j时刻终端速度的预测值和修正后t_j+1时刻的终端的速度的预测值通过下式计算得到终端t_j+1时刻的坐标的预测值

206)由终端t_j+1时刻的坐标的预测值得到t_j+1时刻终端与基站的距离的预测值d_j+1，并结合单位距离d₀、信号衰减单位距离接收到的信号质量P(d₀)以及平坦衰落信道的衰减指数β，通过以下公式得到t_j+1时刻的终端信号质量的预测值Q_j+1：

Qj+1=-10βP(d0)log2(dj+1d0).]]>

3.根据权利要求1所述的基于移动预测的异构网络预切换方法，其特征在于，所述步骤4)包括以下步骤：

假设t_j时刻开启预切换机制，通过基站的坐标终端在t_j时刻坐标和终端在t_j+1时刻的坐标的预测值可分别求出终端处于t_j时刻、t_j+1时刻与基站的距离d_j、d_j+1；若t_j时刻开始执行预切换过程，则有d_LGD＝d_j，d_LD＝d_j+1；根据以下两式能得到预切换过程中的切换门限系数a；

Δd＝d_LD-d_LGD

a=|1-Δdd0(QLDP(d0))1β|-β]]>

根据下式计算出预切换门限值Q_LGD：Q_LGD＝aQ_LD。