一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，涉及通信技术领域，解决了在异构无线网络环境中针对用户终端在不同网络之间频繁切换的问题，其技术方案要点是：统计用户终端接入网络的历史信息和其他影响网络切换的因素，建立递阶层次结构模型，构造相应的判断矩阵，层次单排序和一致性检验，层次总排序和一致性检验，确定最优切换策略，达到在判决因素中加入影响网络选择的用户终端接入网络的历史信息，结合次要影响网络选择的因素，更加全面、严谨地进行网络切换，使得决策的结果更加可靠、稳定，同时能够有效地减少切换次数，提高系统资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法
本专利技术涉及通信
，更具体的说，它涉及一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，涌现出了许多制式各异的网络，下一代无线网络将是无线个域网、无线局域网、公众移动通信网以及AdHoc网络等多种接入网共存的异构无线网络，且不同的接入网络在发射功率、覆盖半径、可用带宽等方面存在差异，如何选择最有效、最合适的接入网络，为用户提供最佳的服务逐渐成为一个热点问题。目前关于异构无线网络垂直切换的研究已有很多，提出了许多不同的垂直切换算法。现存垂直切换算法主要分为以下五种：1、基于接收信号强度的垂直切换算法；2、基于模糊逻辑和神经网络的垂直切换算法；3、基于多属性决策的垂直切换算法；4、基于优化理论的垂直切换算法；5、基于博弈论的垂直切换算法。其中，多属性判决策略是目前异构无线网络垂直切换研究最多的领域。基于多属性决策的垂直切换算法主要是基于效用函数的切换，通过考虑多个网络属性，主要有接收信号强度(RSS)、传输速率、误码率、阻塞率等，设计判决收益效用函数，包括使用接收信号强度、用户移动速度和WLAN网络吞吐量作为判决参数的基于模糊逻辑的算法、根据不同业务对服务质量的要求最小化实时业务切换时延、最大化非实时业务吞吐量的基于RSS的算法以及用户优先接入能提高带宽的网络等算法。然而上述算法所考虑的网络选择参数过于单一，不能代表网络的完整性能，这些方法中的多属性切换度量的变化可能导致不稳定的切换决策，从而影响网络的QoS。尤其，用户终端接入网络的历史信息是影响异构网络垂直切换的重要因素，考虑这一因素的切换结果更能得到用户的认可，有助于提高用户的服务质量。因此，如何设计一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法是目前我们迫切需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，并在判决因素中加入了影响网络选择的重要因素，即用户接入网络的历史信息，结合其他影响网络切换的因素，更加全面、严谨地进行网络切换，使得决策的结果更加可靠、稳定，同时能够有效地减少切换次数，提高系统资源利用率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，包括以下步骤：S1：统计用户终端接入网络的历史信息和其他影响网络切换的因素；S2：根据历史信息和其他影响网络切换的因素建立递阶层次结构模型；S3：对递阶层次结构模型中的各层次构造相应的判断矩阵；S4：根据判断矩阵对相应层次进行层次单排序和一致性检验；若一致性检验通过，则进入步骤S5；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S5：根据判断矩阵对相应层次进行层次总排序和一致性检验；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S6：根据层次单排序和层次总排序结果确定最优切换策略。优选的，在步骤S1中，所述历史信息包括历史接入次数和平均接入持续时间；所述其他影响网络切换的因素包括网络负载、时延系数、带宽和丢包率；所述时延系数包括时延和时延抖动。优选的，在步骤S2中，所述递阶层次结构模型包括目标层、准则层、准则子层和方案层；其中，准则层包括负载B1、时延系数B2、带宽B3、历史信息B4和丢包率B5；准则子层包括时延C1、时延抖动C2、历史接入次数C3和平均接入持续时间C4；方案层为待切换网络，包括网络1、网络2和网络3，分别记为D1、D2和D3。优选的，在步骤S3中，判断矩阵的构造具体步骤为：根据历史信息和其他影响网络切换的因素中各网络参数所占比重构建两两比较判断矩阵，判断矩阵的算法公式为：其中，gij为第i个网络参数相对于第j个网络参数对网络选择的重要程度比值，并满足如下条件：gij＞0，gji＝1/gij(i≠j)，gii＝1(i,j＝1,2，...，n)。优选的，在步骤S4与步骤S5中均采用特征向量法计算权重向量W：将权重向量W右乘判断矩阵G，有：GW＝λmaxW，W＝(w1,w2,…,wi,…,wn)T；其中，λmax为判断矩阵的最大特征值，权重向量W为判断矩阵G对应于特征值λmax的特征向量归一化的结果；权重向量W的分量wi为相应网络参数层次单排序的权值。优选的，在步骤S4中，层次单排序具体为：根据上一层单个因素对本层次中各个因素的重要性的权值排序。优选的，在步骤S5中，层次总排序具体为：单层次中所有网络参数对于总目标相对重要性的权值排序。优选的，在步骤S4与步骤S5中的一致性检验具体为：计算一致性比例CR，其中，CI、RI均为一致性指标；RI由查表可得；当CR＜0.10时，判断矩阵的一致性检验通过，反之，则为不通过。优选的，在步骤S6中，最优切换策略的确定具体为：从步骤S5中确定的层次总排序得到候选网络的权值排序，从候选网络的权值排序中选择权值最大的候选网络作为切换的目标网络。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：通过统计用户终端与网络连接的历史信息，包括历史接入次数和平均接入持续时间，结合影响异构网络切换的次要因素，建立递阶层次结构模型，计算出各因素的权重及层次总排序权值，由此得到网络优劣排序结果，从而选择最合适的网络进行垂直切换。用户终端接入网络的历史信息在减轻不稳定的切换决策中起关键作用，加入该因素的决策结果更加严谨，同时提高用户的满意度。附图说明图1附图为本专利技术实施例中的流程图；图2附图为本专利技术实施例中的层次结构图；图3附图为本专利技术实施例中的系统模型图。具体实施方式以下结合附图1-3对专利技术作进一步详细说明。实施例：一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，如图1所示，包括以下步骤：S1：统计用户终端接入网络的历史信息和其他影响网络切换的因素；S2：根据历史信息和其他影响网络切换的因素建立递阶层次结构模型；S3：对递阶层次结构模型中的各层次构造相应的判断矩阵；S4：根据判断矩阵对相应层次进行层次单排序和一致性检验；若一致性检验通过，则进入步骤S5；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S5：根据判断矩阵对相应层次进行层次总排序和一致性检验；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S6：根据层次单排序和层次总排序结果确定最优切换策略。在步骤S1中，统计分析用户终端接入网络的历史信息及次要影响网络切换的因素，共有9个网络参数，具体包括网络负载、时延系数、带宽、丢包率。其中，历史信息包括历史接入次数和平均接入持续时间，时延系数包括时延和时延抖动。如图2所示，步骤S2中根据步骤S1中统计的各属性，构造包含目标层、准则层、准则子层和方案层的的递阶层次结构模型。准则层包括负载B1、时延系数B2、带宽B3、历史信息B4和丢包率B5。准则子层包括时延C1、时延抖动C2、历史接入次数C3和平均接入持续时间C4。方案层为待切换网络，包括网络1、网络2和网络3，分别记为D1、D2和D3。在步骤S3中，根据各网络参数所占比重构建两两比较判断矩阵，判断矩阵的算法公式为：其中，gij为第i个网络参数相对于第j个网络参数对网络选择的重要程度比值，并满足如下条件：gij＞0，gji＝1/gij(i≠j)，gii＝1(i,j＝1,2，..本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：统计用户终端接入网络的历史信息和其他影响网络切换的因素；S2：根据历史信息和其他影响网络切换的因素建立递阶层次结构模型；S3：对递阶层次结构模型中的各层次构造相应的判断矩阵；S4：根据判断矩阵对相应层次进行层次单排序和一致性检验；若一致性检验通过，则进入步骤S5；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S5：根据判断矩阵对相应层次进行层次总排序和一致性检验；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S6：根据层次单排序和层次总排序结果确定最优切换策略。

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：统计用户终端接入网络的历史信息和其他影响网络切换的因素；S2：根据历史信息和其他影响网络切换的因素建立递阶层次结构模型；S3：对递阶层次结构模型中的各层次构造相应的判断矩阵；S4：根据判断矩阵对相应层次进行层次单排序和一致性检验；若一致性检验通过，则进入步骤S5；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S5：根据判断矩阵对相应层次进行层次总排序和一致性检验；若一致性检验不通过，则调整判断矩阵后重新进行层次单排序和一致性检验；S6：根据层次单排序和层次总排序结果确定最优切换策略。2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，其特征在于，在步骤S1中，所述历史信息包括历史接入次数和平均接入持续时间；所述其他影响网络切换的因素包括网络负载、时延系数、带宽和丢包率；所述时延系数包括时延和时延抖动。3.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，其特征在于，在步骤S2中，所述递阶层次结构模型包括目标层、准则层、准则子层和方案层；其中，准则层包括负载B1、时延系数B2、带宽B3、历史信息B4和丢包率B5；准则子层包括时延C1、时延抖动C2、历史接入次数C3和平均接入持续时间C4；方案层为待切换网络，包括网络1、网络2和网络3，分别记为D1、D2和D3。4.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的异构无线网络垂直切换方法，其特征在于，在步骤S3中，判断矩阵的构造具体步骤为：根据历史信息和其他影响网络切换的因素中各网络参数所占比重构建两两比较判断矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志鸿，许多，王雪，蒙武杰，杨冰涛，初明，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22