[发明专利]一种异构无线网络中的网络选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络选择技术技术领域，具体是一种异构无线网络中的网络选择算法。

背景技术

下一代无线网络将是无线个域网(如Bluetooth)、无线局域网(如Wi-Fi)、无线城域网(如3G，LTE，LTE-A)等多种无线接入网共存的异构网络，满足未来移动终端业务多样性的需求。重叠覆盖同一地理区域的不同类型网络融合起来构成了异构网络，为了可以同时接入到多个网络，移动终端应当具备多个网络接口，这种移动终端被称为多模终端，可以在不同网络之间自由切换。

基于异构网络融合，可以根据移动终端的特点、业务特点(例如最小数据带宽需求)和网络特点，为终端选择最合适的网络，提供更好的网络服务质量。网络选择是异构网络中的一个重要研究课题，其目的是高效利用受限的无线频谱、传输能量以及无线网络基础设施。无线资源管理包括终端和基站关联、越区切换、负载均衡、信道分配和功率控制等。

目前，异构网络中的网络选择算法主要考虑移动终端和基站间的接收信号强度，而接收信号强度只是影响网络选择的其中一个因素，而没有考虑其他影响网络整体性能的因素，如：数据带宽，网络服务价格，覆盖范围，实时性和终端移动性等。

1)移动终端在某一地理区域中的分布并非均匀，以接收信噪比为衡量指标的网络选择算法会使某些运营商的基站由于服务过多的终端而趋于过载或网络拥塞，而另一些服务商的基站却可能负载较轻、甚至空闲状态，造成对网络资源的极大浪费；

2)异构网络中的网络选择算法仍应该以满足移动终端的网络服务质量为目标，同时，应该兼顾最优化利用覆盖同一区域不同运营商基站的网络资源；

3)现有的异构网络选择算法当移动终端业务变动频繁时，需要处理大量的状态信息，从而使异构网络管理单元计算量大增，造成终端的网络接入时延；

4)为了维护覆盖同一区域的多个运营商基站和移动终端的信息一致性，异构网络管理单元需要在网络中进行频繁的信息广播和收集，造成不必要的网络开销。

发明内容

为了克服上述现有的缺点，本发明提出一种异构无线网络中的网络选择方法，它通过对覆盖同一区域的多个网络运营服务商基站的可用带宽进行监测，合理调度异构网络中的无线资源，满足移动终端的最小数据带宽。

本发明是以如下技术方案实现的：一种异构无线网络中的网络选择方法，

步骤(1)各运营商向异构网络管理单元提交其可承载带宽；

步骤(2)异构网络管理单元根据各运营商的当前可承载带宽，确定每个运营商最终的带宽承载量；

步骤(3)异构网络管理单元按照各运营商的最终带宽承载量和各终端的最小带宽需求量进行终端和基站关联。

进一步：覆盖同一地理区域的各运营商在每个算法运行周期向异构网络管理单元提交其可承载带宽，第i个运营商的可承载带宽用d_i表示，单位：比特/秒，d_i定义为

其中，B_i是运营商BS_i的当前剩余带宽；r是带宽预留参数且0<r<1，(B_i)^r则表示运营商BS_i当前可承载的最大带宽，剩余的可用带宽B_i-(B_i)^r是为移动终端的漫游和越区切换所预留的；当BS_i的带宽仍有余量时，即b_i<(B_i)^r，BS_i所能承载的最大带宽即为d_i＝b_i＝(B_i)^r；否则，当BS_i没有多余带宽，即b_i≥(B_i)^r，BS_i可以通过调节平滑系数θ来启用预留带宽，平滑系数θ为[0,1]之间的随机数。

进一步：在每个算法运行周期，异构网络管理单元获得如下信息：

(1)同一地理区域中全部移动终端的无线带宽需求总量T,单位：比特/秒；

(2)任意第i个运营商的基站BS_i可以提供的带宽d_i，定义函数