[发明专利]一种基于终端协同的无线泛在环境下速率分配方法

说明书

本发明公开了一种基于终端协同的无线泛在环境下速率分配方法，该方法在各终端及其接入网络性能因子权重的求解中，将层次分析法和熵值分析法求解的权重进行分配得到实际权重，既实现了终端用户的主观喜好，又实现了各终端及其接入网络之间的客观差异。本发明提出的终端协同分流方法解决了终端的能耗问题，应用于物联网的泛在环境，该方法充分利用了无线泛在环境下的终端与网络资源，增加了网络吞吐量，减少了数据传输时间，同时也扩大了网络的覆盖范围。

技术领域

本发明涉及一种基于终端协同的无线泛在环境下的速率分配方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

新兴多媒体业务和无线应用需求的不断增长，极大地促进了移动终端的发展。在无线泛在环境下，用户被多终端多网络重叠覆盖，为充分利用用户周围的网络和终端资源，基于终端协同的通信技术应运而生。多终端协同是指利用用户侧的多个终端间的协同关系，即多个终端可通过短距离通信技术连接从而共享其广域通信能力，从而实现无线网络及终端资源的高效利用并提升用户业务体验。目前，大多数终端可通过短距离无线通信技术(如蓝牙、WiFi直连等)转发业务数据，这为终端协同提供了可能。

而且，基于终端协同的多流并行传输将业务数据划分为不同的子流，在若干终端间通过短距离通信技术为某个终端转发，最后在此终端汇聚。业务数据的多路径分流传输是多终端协同的研究重点，在终端协同中，选择的协同终端及其接入网的性能都将会极大地影响协同传输系统的性能(时延、吞吐量)。因此，基于终端协同的速率分配方法需要考虑终端以及其接入网的不同特性。但是，目前方法多是在各终端间平均分流，未考虑终端以及其接入网性能的不同。而本发明能够很好地解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于解决无线泛在环境下进行多流并行传输的速率分配问题，提出了一种基于终端协同的无线泛在环境下速率分配方法，该方法利用层次分析法和熵值分析法综合求解虚拟终端(即从终端与接入网络对)性能因子(即可用带宽、链路时延、用户代价、终端能耗)的权重，既体现了终端用户的主观喜好，又体现了不同终端与接入网络对的客观差异。本发明方法应用于无线泛在环境，操作简单，易于实现，并且具有很好的应用前景。

本发明解决其技术问题所采取的技术方法是：一种基于终端协同的无线泛在环境下速率分配方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：网络建立。建立网络拓扑，初始化主终端MT₀，每个从终端与接入网络对形成虚拟终端，M个从终端与N个接入网络共形成M×N个虚拟终端，主终端相应进行注册，并通过环境感知技术获取各虚拟终端的性能因子参数(即可用带宽、链路时延、用户代价以及终端能耗)。

步骤2：由步骤1所获取的参数，综合利用层次分析法和熵值分析法计算得到各虚拟终端(从终端与接入网络对)的四个性能因子的权重，从而既反映出终端用户的主观喜好又反映出各虚拟终端性能的客观差异。虚拟终端的可用带宽、链路时延、用户代价以及终端能耗四个因子的权重依次表示为ω＝(ω₁,ω₂,ω₃,ω₄)，其中且0≤ω_i≤1，计算方法如下。

a1.层次分析法

通过下面3个步骤得到基于层次分析法的权重即ω'＝(ω₁'，ω₂'，ω₃'，ω₄')。

a11.标准化性能因子值：利用环境感知技术得到虚拟终端的第i个因子值矩阵Fⁱ：其中，表示(从终端m与接入网络n形成的)虚拟终端(m,n)的第i个性能因子值，1≤i≤4。由于这些因子值差异很大，故应对其进行标准化。设对于越大越好型的可用带宽因子而言，标准化公式为：对于越小越好型的链路延迟、用户代价以及终端能耗等因子，标准化公式为：因此，可得到Fⁱ的标准化矩阵：表示虚拟终端(m,n)的第i个性能因子的标准化值。