[发明专利]一种面向电力无线专网的分层异构网络接入协同选择方法

说明书

本发明涉及一种面向电力无线专网的分层异构网络接入协同选择方法。构建备选网络的静态性能指标模型，建立各个网络基于协同学的协同度效用函数；构建动态性能指标模型，建立网络负载率方差和用户终端平均体验质量效益函数；根据建立的效用函数构建协同接入选择多目标优化模型，求解当前各备选网络的各个效用值，进行非支配排序和拥挤距离计算并对其进行升序排列，选择排序值为1的备选网络作为接入选择策略的Pareto解集；根据获得的Pareto解集，从中选择均衡网络协同度、网络负载均衡以及用户终端平均体验质量的最优解。本发明接入选择策略通过联合优化静态性能指标和动态性能指标，保证了各个性能指标之间的均衡性，从而确保网络侧和用户侧都可以取得性能的提升，且实现了异构网络资源得到合理的利用，提升了网络的整体性能。

技术领域

本发明属于无线电力通信领域，具体涉及一种面向电力无线专网的分层异构网络接入协同选择方法。

背景技术

随着国网公司“两个一流”建设的不断深化以及“一体两翼”战略布局的逐步展开，建设“安全、泛在、友好”的通信网络势在必行。无线专网技术以其独特的优势在智能电网中发挥着重大作用，是解决配用电全覆盖、信息全采集的关键。然而单一电力无线专网受自身位置、周围地形、高层楼宇遮挡等的影响，导致部分地区存在盲、弱覆盖等问题。目前，考虑到国内电力无线专网主要采用230MHz和1800MHz两个频段进行组网，并且WLAN与LTE网络融合在应对数据流量增长、用户体验提升等方面发挥的重大作用，融合LTE230、LTE1800以及WLAN的分层异构网络成为解决上述问题的关键。为了满足分层异构网络环境下终端用户的QoS需求以及充分利用多种网络之间的互补特性，需要提出合理、高效的网络接入选择策略来保证网络侧负载均衡、提升用户侧用户体验质量以及降低用户中断概率。

目前，关于异构网络接入选择策略的研究大多只考虑某一动态性能指标(SINRmax策略考虑接入信号强度、MLB策略考虑负载程度等)或静态性能指标(网络可用带宽、频谱效率、覆盖范围等)，因而传统接入选择策略无法均衡上述性能指标的差异性，不利于用户终端高效、合理的接入最优网络。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向电力无线专网的分层异构网络接入协同选择方法，考虑LTE230、LTE1800以及WLAN网络重叠覆盖的分层异构无线网络场景下的接入协同选择策略，其目的是一方面为了解决现阶段电力无线专网存在承载业务种类单一、资源利用率不高等问题；另一方面，是为了解决由于目前缺乏异构网络接入选择策略中缺乏对负载程度、接入信号强度等动态性能指标以及可用带宽、频谱效率、覆盖范围等网络静态性能指标的联合研究，从而引发网络整体性能和用户体验质量降低等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种面向电力无线专网的分层异构网络接入协同选择方法，包括如下步骤：

步骤S1、构建备选网络的静态性能指标模型，建立各个网络基于协同学的协同度效用函数；

步骤S2、构建动态性能指标模型，建立网络负载率方差和用户终端平均体验质量效益函数；

步骤S3、根据建立的效用函数构建协同接入选择多目标优化模型，求解当前各备选网络的各个效用值，进行非支配排序和拥挤距离计算并对其进行升序排列，选择排序值为1的备选网络作为接入选择策略的Pareto解集；

步骤S4、根据获得的Pareto解集，从中选择均衡网络协同度、网络负载均衡以及用户终端平均体验质量的最优解。

在本发明一实施例中，所述步骤S1具体实现如下：

对于分层异构网络中的I个备选网络，其属性子系统S_x(x∈{1,2,...,X})包含l_x个序参量，单个序参量j(j∈{1,2,...,l_x})所代表的网络性能指标表示为r_xj；对于取值越大网络性能越好的正效用序参量，属性子系统S_x中第j个序参量的有序度A_xj计算公式为：