[发明专利]一种基于隐马尔科夫模型的接入网络选择装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及异构通信领域技术，尤其涉及异构接入网络选择的管理方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展及终端移动应用的迅速普及，下一代无线网络将支持包括蜂窝网络、无线局域网（WLAN）、全球微波互联接入（WiMAX）等多种无线接入技术的融合共存，具有多模接口的用户设备可在不同接入技术之间执行无缝切换，以实现用户业务连续性及优质业务体验。在多种接入网络共存的场景下，用户终端应根据网络状态特性及应用业务需求，选择接入最优网络。然而，接入网络的异构性、用户业务需求的复杂多样性及用户终端的异构混杂性，均对异构网络的接入选择提出新的挑战。如何综合考虑异构接入网络特性及用户业务需求，设计合理高效的接入网络选择算法，是亟待解决的问题。

文献[H.Y.Cui,Q.J.Yan,Y.L.Cai,Y.Gao,L.Wun.Heterogeneous Network Selection Using A Novel Multi-Attribute Decision Method.CHIANCOM.2008.153～157]提出WLAN与WiMAX的融合场景中基于层次多属性网络决策的网络选择算法，根据用户的服务质量（QoS）及业务类型对网络属性不同需求层次，实现接入网络的优化选择。文献[C.J.Chang,T.L.Tsai and Y.H.Chen.Utility And Game-theory Based Network Selection Scheme In Heterogeneous Wireless Networks.WCNC2009.1～5.]提出基于效用函数及博弈理论的异构无线网络选择机制，通过构建合作博弈模型，评估网络性能联合效用，选择对应效用最大化的目标网络。

文献[徐明海，顾海，一种基于异构网络融合网络的网路选择方法，公开号102238682，公开日2011年11月9日]提出一种基于异构网络融合网络的网络选择方法，在用户成功接入网络后，通过判断业务类型和通信对端的类别触发网络选择类型。文献[俞一帆，白勇，陈岚，在异构无线网络中选择网络的方法和装置，公开号101287280，公开日2008年10月15日]提出异构无线网络中选择网络的方法和装置，通过建模各网络的效用函数，并结合用户及网络的属性权重向量，评估各网络的综合效用值，从而选取最终候选网络。

以上研究主要基于网络当前状态特性，结合用户业务需求，实现接入网络选择，但由于用户业务体验及接入网络性能是受多种因素共同影响的复杂系统问题，基于博弈理论及效用函数建模无法综合体现网络稳态特性。本发明基于隐马尔科夫模型网络理论实现网络状态建模及接入网络优化选择，从而可较全面体现网络稳态特性，并结合网络历史信息及当前状态实现优化接入网络选择。该方法可通过相应网络侧及用户侧的网络选择装置实现，网络侧网络选择装置根据各接入网络特性、用户终端特性及业务需求，选择最佳接入网络；用户侧的业务感知模块感知用户业务需求，输出至网络侧装置，与网络状态特性共同作为网络选择参考依据。

发明内容

为解决现有接入网络选择技术中存在的上述问题，本发明针对异构网络融合技术支持面向用户需求、网络状态智能、自适应网络接入应用需求而提出，提供了一种基于隐马尔科夫模型的接入网络选择装置及方法。根据终端特性、应用需求及网络历史及当前状态信息实现优化接入网络选择，以实现用户服务质量（QoS）保障及网络综合性能优化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：用户侧增加业务感知模块；网络侧增加基于隐马尔科夫模型的接入网络选择装置，根据业务感知模块定向输入敏感参量需求信息，通过异构网络选择装置建模网络历史状态，根据用户业务特性及网络历史及当前信息，实现对异构无线网络的优化选择。

1．业务感知模块：读取终端用户业务需求特性敏感信息，包括当前业务需求的带宽、时延、丢包率、吞吐量及服务费用等，用户根据业务需求更新相应信息，通过信息交互平台与用户需求模块的交互，实现对移动终端特性信息收集；

2.用户需求模块：感知获取用户业务特性，分析业务对接入网络性能需求，为网络状态模块提供用户观察序列矩阵；

3.网络属性模块：通过信息交互平台获取网络信息，根据监测到的各接入网的物理层、数据链路层、传输层及网络层的状态参数建立归一化网络属性矩阵；