[发明专利]一种异构无线网络中用户与网络双向选择方法

摘要

本发明公开了一种异构无线网络中用户与网络双向选择方法，综合考虑用户偏好和业务需求以及网络对用户的支持度和自身效益，针对异构无线网络中多用户群体性发起业务接入请求时，用户侧采用FAHP+MSD+TOPSIS融合执行候选网络综合性能排序；网络侧结合多属性决策和效益函数对请求接入用户进行偏好排序，采用动态匹配博弈，用户侧和网络侧同时开启匹配窗口进行多对多博弈。本发明的显著特点是：用户和网络均参与选择过程，能全面、综合考虑用户需求、偏好及其变化，均衡网络负载，提高网络资源利用率和效益，实现用户和网络整体满意度最佳。

主权项

1.一种异构无线网络中用户与网络双向选择方法，其特征在于：综合考虑用户偏好和业务需求以及网络对用户的支持度和自身效益，针对异构无线网络中多用户群体性发起业务接入请求时，用户侧采用模糊层次分析法(FAHP)、改进标准差法(MSD)和逼近理想解排序法(TOPSIS)融合执行候选网络综合性能排序；网络侧结合多属性决策和效益函数对请求接入用户进行偏好排序，采用动态匹配博弈，用户侧和网络侧同时开启匹配窗口进行多对多博弈，并根据接入情况实时动态调整匹配参数，提高用户接入效率，保证用户高效选网，实现用户和网络整体满意度最佳；由以下步骤组成：步骤一，采集信息，用户侧根据自身检测功能并接收来自网络发出的周期性消息获取所有网络信息，网络信息包括传输速率、时延、丢包率、能耗、资费、可承载负荷和覆盖半径；网络侧根据用户发送信息获得用户移动速度、切换时间、业务类型用户信息，用户侧和网络侧将收集到的信息发送到匹配决策引擎(MDE)，MDE将所有请求用户存入接入请求用户表，将所有候选网络存入候选网络表；步骤二，计算接入请求用户表中所有用户对候选网络的效用并对网络排序，用户侧采用FAHP+MSD+TOPSIS融合算法评估候选网络的综合性能，依据传输速率、时延、丢包率、能耗、资费和可承载负荷等属性计算各候选网络与最优网络的距离依据对各候选网络排序，用户i对各候选网络的排序表为，其中，netij表示在用户i的候选网络排序表中位于第j位的候选网络，M为候选网络数；步骤三，候选网络j根据可承载负荷、覆盖半径以及用户移动速度、切换时间、业务类型、所需带宽生成网络侧效用函数φ(useri)，并根据效用函数值对接入请求用户排序，建立接入请求用户排序表，候选网络j匹配运行业务k的用户i时，其效用函数φ(useri)j＝γk[wr(1‑Fr)+wbFb+wtFt]，其中，0＜γk≤1为业务k的优先度，业务类型分为会话类(talk)业务、交互类(interoperate)业务、流媒体(stream)类业务和后台类业务，设置优先度γtalk＞γinteroperate＞γstream＞γback，wt,wr,wb分别为用户移动性支持、业务请求带宽支持和切换时间支持权重，Fr＝vit/rj表征用户移动性因素，vi表示用户i的移动速度，rj为候选网络j的覆盖半径，Fb＝1‑Bkj/(Bj‑Bj,ocuppied)表征业务请求带宽因素，Bkj为业务k向候选网络j申请的带宽需求，Bj和Bj,ocuppied分别为候选网络j的总可用带宽和当前已用带宽，Ft＝max[(t‑tth)/t,0]表征切换时间因素，t为距上次切换的时间间隔，tth为允许切换的最大时间间隔，当网络资源不足时，高优先度业务优先接入，当新用户到达时，Ft＝0，φ(useri)j表征了候选网络j对业务的支持度，实时业务和切换用户的优先度高，覆盖范围小的候选网络更偏好于移动较慢的用户；步骤四，根据网络侧效用函数对用户排序：候选网络j根据所有与接入请求用户匹配获得的效用值φ(useri)对用户排序，建立接入请求用户排序表N(u)j，N(u)j＝{φ(user1j)＞φ(user2j)＞...＞φ(usernj)}，式中usernj表示在候选网络j的接入请求用户排序表中位于第n位的用户；步骤五，计算用户i的候选网络匹配窗口K，并建立优选网络表，式中θi表示为用户i设定的参数，将候选网络匹配窗口K内的网络作为用户i的优选网络表R(n)i，R(n)i＝{neti1,neti2,...,netiK}；步骤六，计算候选网络j的接入用户匹配窗口R，并建立优选用户表，候选网络j的接入用户按接入请求用户排序表N(u)j接入，根据用户的请求带宽Bkj计算候选网络j允许接入的最大用户数即为接入用户匹配窗口R，将N(u)j中前R个用户作为网络j的优选用户表R(u)j，R(u)j＝{user1j,user2j,...,userRj}；步骤七，用户与候选网络匹配博弈，用户i首先接入优选网络表R(n)i中的neti1，然后查询neti1的优选用户表R(u)i1，若有用户i，接入成功，否则用户i接入优选网络表R(n)i中的neti2，查询neti2的优选用户表R(u)i2，以此类推，直到用户i的优选网络表空为止，如果用户i在本轮未成功接入，将其加入接入失败用户表，否则，从接入请求用户表中移除，更新候选网络信息；步骤八，一轮匹配博弈结束后，检查接入失败用户表是否为空，若不为空，将接入失败用户表中的所有用户更新到接入请求用户表，跳转到步骤二进行第二轮匹配博弈；若为空，表示所有接入请求用户均已接入网络，匹配博弈结束；步骤九，匹配博弈结束后，MDE将匹配结果发送到网络侧和用户侧。