[发明专利]一种基于多目标优化的多业务群组切换方法

说明书

本发明提出了一种基于多目标优化的多业务群组切换方法，该方法首先对网络进行预筛选生成网络候选集；为实现对用户业务需求的优化，引入网络对不同用户业务的友好度模型。然后将业务友好度、网络系统吞吐量以及网络负载均衡作为优化目标，生成一个联合收益函数，并通过遗传算法对其进行优化。本发明提供的的基于多目标优化的多业务群组切换方法，解决了现有多目标优化算法不适用于多业务切换场景的问题，同时考虑了用户服务质量和网络系统性能两个优化方向。在大巴、高铁等群组切换场景中，能够使用户业务的服务质量得到进一步改善，有效的降低网络拥塞及性能下降问题。

技术领域

本发明属于异构无线网络环境下的群组切换算法，属于移动通信领域。特别是涉及一种多业务场景下的异构无线网络群组切换方法。

背景技术

随着5G时代到来，为了运营商、供应商和用户之间的平衡，各种异构无线网络将长期共存和互补。此外，物联网的出现及发展，使异构网络集成的趋势越来越明显。在移动过程中为始终保持最佳连接状态，用户终端需要在不同网络之间进行切换，这种行为称为垂直切换(Vertical Handoff,VHO)。随着接入终端的剧增，在终端密集的环境中，可能会出现多终端同时或几乎同时进行垂直切换，这种现象称为群组切换(Group Vertical Handoff,GVHO)。传统的垂直切换算法在切换判决时往往只选择对当前用户最佳的网络，而没有考虑其他切换用户的决策结果，可能出现大量用户集中选择同一网络的情况，从而导致网络拥塞以及网络系统性能受损。因此，有必要考虑一种有效的网络选择机制来避免此类问题，并在选择网络时能够满足用户的服务质量(Quality ofService,QoS)需求以及网络整体性能。

当前很多研究学者将多目标优化模型运用到群组切换判决中，但大多数研究工作均没有考虑群组切换在不同业务的场景。文献[L.Sun,H.Tian,P.Zhang.Decision-makingmodels for group vertical handover in vehicular communications[J].TelecommunSyst,2012,50:257-266.]提出根据不同的业务类型对不同的决策目标依次进行优化，能够满足用户业务的QoS需求，但忽略了网络系统的整体性能；文献[Guoxia Zhang,FuqiangLiu.Optimization Network Selection for Group Handover in HeterogeneousVehicular Network[J].Journal of Computational Information Systems,2012,8(1):379-386.]提出一种基于联合收益函数的群组切换方法，该算法使用系统吞吐量、系统时延和网络负载均衡作为判决参数，有效提高了网络整体性能，但不适用不同用户业务需求的切换场景；文献[Guoxia Zhang,Fuqiang Liu.AnAuctionApproach to Group Handoverwith Mobility Prediction in Heterogeneous Vehicular Networks[C].201111thInternational Conference on ITS Telecommunications.Russia:IEEE,2011:23-25.]提出了一种异构车载网络的群组切换方案，该方案不仅寻求最大化系统吞吐量和确保所有候选网络负载均衡，且利用移动性预测信息，将切换方案制定为一个多分配问题，但没有考虑不同用户业务需求的场景。

当前现有的基于多目标优化的异构网络群组切换算法都没有同时考虑用户服务质量和网络系统性能优化，而本发明通过构建网络对用户业务的友好度模型，实现对用户业务需求的优化。

发明内容

本发明旨在解决以上现有的基于多目标优化的群组切换技术不适用于多业务场景下的问题。提出一种基于多目标优化的多业务群组切换的方法，该方法能够在提高用户服务质量的同时，对网络系统性能进行优化。本发明的技术方案如下：