[发明专利]一种异构无线网络中基于贝叶斯决策的垂直切换方法

说明书

本发明公开了一种异构无线网络中基于贝叶斯决策的垂直切换方法，针对异构无线网络环境中移动终端在不同网络间频繁切换的问题，本发明提出了基于贝叶斯决策的垂直切换方法，利用终端的接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)计算终端切换的先验概率；结合贝叶斯公式求出终端切换的后验概率；采用层次分析法和熵值法确定网络参数包括：可用带宽、时延、误码率和时延抖动等的权重，基于简单加权法构建移动终端在不同状态下采取不同行动的收益函数；综合考虑切换的后验概率与收益函数，构造切换的后验收益函数，并基于后验收益函数进行切换判决。本发明能够有效地减少切换次数，抑制切换过程中的“乒乓效应”，提高系统的资源利用率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体的说是涉及一种异构无线网络中基于贝叶斯决策的垂直切换方法。

背景技术

未来，无线通信技术的发展，将会促使更多新的无线接入技术的出现。不同的接入技术在为终端用户提供服务方面各有侧重且无法替代，单靠某一种接入技术已无法满足终端用户日益多样化的需求。下一代无线网络将朝着协同融合的异构无线网络的趋势发展。不同的无线网络在某些区域相互覆盖，形成异构无线网络。异构无线网络不仅仅是多种无线网络在地理上的重叠，而是协同不同无线网络，突破单一网络的局限，为用户提供多样化的服务，实现一加一大于二。然而，在异构无线网络中，不同无线网络在覆盖范围、传输速率和接入技术等方面所存在的差异成为异构无线网络融合的障碍。网络间的垂直切换是突破这种障碍，促使异构无线网络协同融合的可行之法。在复杂的异构无线网络环境下，如何随时随地为用户提供多样化的服务、保障用户的服务质量成为一个热点问题。

目前关于异构无线网络垂直切换的研究已经取得一定的进展，提出了多种不同的异构无线网络垂直切换算法。现存异构无线网络垂直切换算法主要分为以下五类：1)基于RSS的垂直切换算法。该类算法设定一个RSS阈值和驻留时间，当终端的RSS值低于设定的RSS阈值，并且维持一段时间(驻留时间)，则终端进行切换。该类算法较为简单，但是由于影响RSS的因素众多，会导致终端在不同网络间频繁切换，产生“乒乓效应”。2)基于多属性决策的垂直切换算法。该类方法综合考虑影响用户QoS(Quality ofService)的网络参数，利用层次分析法确定网络参数的权重并基于简单加权法构造切换收益函数。该类算法较为简单，但灵活性较差。3)基于马尔科夫决策的垂直切换算法。该类算法将垂直切换过程建模为马尔科夫决策过程，通过最大化每次连接的回报来制定最优切换策略。4)基于人工智能的垂直切换算法。该类算法可分为两个类别：一是基于模糊逻辑的垂直切换算法，将模糊逻辑引入到垂直切换过程中，将影响切换的因素如：接收信号强度、数据传输速率、速度和负载模糊化处理，并按照制定的模糊规则进行切换判决；二是基于神经网络的垂直切换算法，将网络的切换选择问题转化为神经网络的分类问题，将网络的不同参数以及用户的偏好等作为神经网络的输入，神经网络的输出作为用户的切换策略。5)基于博弈论的垂直切换算法：该类算法将垂直切换过程建模为一个合作博弈模型，博弈的参与者是用户和网络，基于囚徒困境或纳什均衡原理，通过制定奖励合作、遏制对抗的机制达到博弈的动态平衡。

因此，如何提供一种简单、高效且能基于与切换有关的各种信息进行决策，使得决策的结果更加可靠，同时能够效地减少切换次数，抑制切换过程中的“乒乓效应”，提高系统资源利用率的异构无线网络垂直切换方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种异构无线网络中基于贝叶斯决策的垂直切换方法，不仅简单、高效且能基于与切换有关的各种信息进行决策，使得决策的结果更加可靠，同时能够效地减少切换次数，抑制切换过程中的“乒乓效应”，提高系统资源利用率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种异构无线网络中基于贝叶斯决策的垂直切换方法，具体包括以下步骤：

S1：计算切换的先验概率；

S2：计算切换的后验概率；