一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置，所述方法包括：先获得异构网络中每个业务的可用网络的排序列表；再根据每个业务的可用网络的排序列表获得异构网络的多个网络接入策略；根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。应用本发明专利技术实施例能够考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。

Method and device for selecting access network in heterogeneous network based on Game Theory

The embodiment of the invention provides an access network selection method and device of heterogeneous network based on game theory, the method comprises the following steps: sorting the list of available network to obtain each service in heterogeneous networks; then the heterogeneous network and multiple network access strategies according to the sorted list of available network for each business according to the network parameters; the network parameters of each network in heterogeneous network and multi service under the default rules of the game, get network access strategy than the Nash equilibrium solution, determine the network access business strategy game after the network access strategy is higher than that of the Nash equilibrium, and network access business strategy game in the corresponding network as the final network access of all business in heterogeneous network. The application of the embodiment can consider game in heterogeneous network multiple access network service of the invention, the business of the overall adjustment, can improve the overall utilization of D2D equipment and the quality of service for heterogeneous network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置。
技术介绍
所谓异构网络，就是由不同系统、计算机等各种设备组成的，大部分情况下支持不同的功能或应用并且运行在不同的协议上的网络类型。当前通信技术飞速发展，不同的通信技术有着不同的特性。比如移动蜂窝网络安全性高、覆盖面积大，卫星通信覆盖面积极大但费用较高，wifi(Wireless-Fidelity，无线连接)通信资费很低但覆盖面积较小，低功耗局域网zigbee功耗低但传输速度慢等。异构网络将不同特点的通信技术对应的网络有效的融合统一起来，以提高整个网络系统的利用率。网络异构化已经是无线通信网的趋势，充分利用现有的无线网络互补特性，扩大D2D(Device-to-Device，设备到设备)通信的服务范围，进一步提高全网的吞吐量和服务质量，有着十分重要的意义。异构网络中存在多个用户，具体来说可以是多个D2D设备对，D2D设备对是一对互相连接并发起业务的设备对，D2D设备对发起的业务如：语音通话业务、文件传输业务等。为D2D设备对发起的各业务选择合适的接入网络，即D2D设备对的接入网络选择算法，是异构网络中网络业务分配的核心部分。目前，在异构网络环境下，将业务特点、当前网络状况、用户偏好、终端信息等方面的多个属性纳入考虑范围内，形成了基于多属性决策的网络选择算法，已经成为异构网络接入选择问题的主流方法。常用的接入选择算法包括，简单加权法SAW、乘法指数加权法MEW、层次分析法AHP、灰度关联法GRA、TOPSIS(TechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoanIdealSolution，优劣解距离法)、消去与转换法ELECTRE等。如TOPSIS是通过计算候选网络与网络参数理想值的接近程度，对各业务的候选网络分别进行排序，针对每个业务可以获得仅考虑该业务的最优网络。然而，在对实际情况进行统计调研时发现，如果D2D设备对每次连接时都依照自身的最优网络接入，追求自身的最大服务质量，从个体理性出发的行为最终得到的纳什均衡解并不一定是异构网络的全局最优解，可能出现部分网络发生拥堵、而部分网络闲置的情况，导致异构网络的总体利用率较低、总体服务质量较差。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置，能够提高异构网络的总体利用率和服务质量。具体技术方案如下：本专利技术实施例公开了一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，包括：获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。进一步的，所述根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算，包括：根据业务类型获取预设的业务权重，其中，所述业务类型包括直接交互业务和间接交互业务；将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重；将所述每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，所述网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。进一步的，所述根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表，包括：在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解；计算各可用网络的正距离与负距离，其中，所述正距离为一可用网络与所述网络正理想解的距离，所述负距离为一可用网络与所述网络负理想解的距离；根据所述正距离及所述负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，所述第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度；将所述第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为所述业务的可用网络的排序列表，其中，所述可用网络的排序列表中排序第一的网络为所述业务的最优网络。进一步的，所述根据所述每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，包括：获取所述每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络；获取异构网络中所有业务接入到所述候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。进一步的，所述根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络，包括：当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据所述博弈总效用值，获得所述至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；对所述效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据所述纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；将所述纳什均衡矩阵中高于纳什均衡解的网络接入策略作为候选接入策略，并在所述候选接入策略中确定一个候选接入策略为至少两个业务的博弈后的网络接入策略。进一步的，所述根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值，包括：根据所述异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的所述至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，所述预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；根据所述至少两个业务的网络参数的加权权重、所述各网络参数对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，其特征在于，包括：获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。...

【技术特征摘要】
1.一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，其特征在于，包括：获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算，包括：根据业务类型获取预设的业务权重，其中，所述业务类型包括直接交互业务和间接交互业务；将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重；将所述每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，所述网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表，包括：在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解；计算各可用网络的正距离与负距离，其中，所述正距离为一可用网络与所述网络正理想解的距离，所述负距离为一可用网络与所述网络负理想解的距离；根据所述正距离及所述负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，所述第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度；将所述第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为所述业务的可用网络的排序列表，其中，所述可用网络的排序列表中排序第一的网络为所述业务的最优网络。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，包括：获取所述每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络；获取异构网络中所有业务接入到所述候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络，包括：当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据所述博弈总效用值，获得所述至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；对所述效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据所述纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；将所述纳什均衡矩阵中高于纳什均衡解的网络接入策略作为候选接入策略，并在所述候选接入策略中确定一个候选接入策略为至少两个业务的博弈后的网络接入策略。6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡希彪，孙福明，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21