[发明专利]一种物联网节点接入通道优化选择方法

权利要求书

1.一种物联网节点接入通道优化选择方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据现实网络场景中不同互联网应用对网络性能的需求，将物联网终端的不同网络需求区分为后台类、流类、交互类及会话类业务；

步骤2，在区分业务类型的基础上，基于马尔可夫模型进行网络接入。

2.根据权利要求1所述的一种物联网节点接入通道优化选择方法，其特征在于，所述步骤1包括：

基于层次分析法确定网络属性参数的权重，以区分不同业务的网络需求，具体包括：

根据层次分析法目标和选取的误码率、网络负载、时延、时延抖动、可用带宽属性，构建层次结构模型；

针对多种不同业务的不同网络性能需求，按照层次分析法的9级标度法，分别构造两个两两比较的判别矩阵，不同业务类型的终端根据其业务需要选择不同的判别矩阵，得到不同的网络属性权重值；

基于得到的不同的网络属性权重值，计算得到不同业务类型的权重因子。

3.根据权利要求2所述的，一种物联网节点接入通道优化选择方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

1)终端监测模块监测到终端业务改变，通知移动性管理模块，移动性管理模块收到终端业务改变信息后向网络接入模块发起检测网络环境信息的请求；

2)网络接入模块通过无线网口收集网络相关信息，把收集到的信息返回至移动性管理模块；

3)移动性模块启动网络选择功能，采用基于马尔可夫模型的接入算法选定最优的接入网络，移动性管理模块向网络管理系统发送网络接入请求；

4)网络管理系统根据当前网络状态确定是否响应请求，若网络请求被接收，终端设备接入新的网络。

4.根据权利要求3所述的一种物联网节点接入通道优化选择方法，其特征在于，所述基于马尔可夫模型的接入算法选定最优的接入网络包括：

(1)单次收益函数的确定：

不同终端在进行网络选择切换后会获得单次收益，表达式如下：

式中，r(s,a,s′)表示终端在从网络状态s的条件下，采取动作a后转移到下一个网络状态后获得的即刻收益；P(s,a,s′)表示当次转移的概率；r可正可负，如果r为正则表示网络接入后能获得较好性能，反之则表示接入的网络不能满足需求；

加入无线网络的多个状态参数，根据其权重的加权构建收益函数r(s,a,s′),可得：

r(s,a,s′)＝ω_Dr_D(s,a,s′)+ω_Pr_P(s,a,s′)+ω_Br_B(s,a,s′)+ω_Er_E(s,a,s′)+ω_Lr_L(s,a,s′)；

式中，y∈Y＝{D,P,B,E,L}代表各个网络参数,y∈Y＝{D,P,B,E,L}表示网络参数y的即刻收益，ω_i表示收益函数所对应的权重；

(2)多次收益函数的迭代：

令决策目标函数为O，则O表示为：

式中，r＝r(s,a,s′)代表不同业务类型的终端在该决策时刻的收益；γ表示反应选择短期收益还是长期收益的折扣因子，当γ＝1时表示把决策选择为长期收益，决策目标转化为：

决策目标转化后的上式代表各个决策时刻得到的平均收益，把π定义为终端采取一次切换动作的策略则有π:S→A,即π(s)表示在网络状态s下会采取确定动作且概率为1；

令V^π(s,a)为状态动作函数，其表示在状态s下采取策略π给出的动作a所获得的长期期望收益，期望收益函数V^π(s,a)表示为:

式中，E^π[]表示在策略π和状态转移概率P分布上的期望；

(3)网络接入策略的确定：

对于任意网络状态s和当下采取的动作a，在策略下的期望收益函数V^π(s,a)表示为:

式中，R(s,a)表示网络状态转移后的即刻收益；

在每个决策时刻寻找最优网络选择策略，使得不同业务类型的终端在当前网络状态s和动作a下，根据π策略进行网络选择得到最大的期望收益，即对于任意s∈S,a∈A和策略π满足V^*(s,a)≥V^π(s,a)。