一種認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇的決策方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇的決策方法，在框架模塊化的基礎(chǔ)上，本發(fā)明方法首先根據(jù)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中技術(shù)獨(dú)立的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)生成包含當(dāng)前和過(guò)去的活動(dòng)鏈接的服務(wù)質(zhì)量信息的可共享的知識(shí)庫(kù)。在這個(gè)過(guò)程中，使用了模糊邏輯推論和模糊數(shù)學(xué)。最后，在考慮用戶偏好指標(biāo)的基礎(chǔ)上使用多目標(biāo)模糊決策方法得出最優(yōu)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明最大的優(yōu)勢(shì)在于針對(duì)網(wǎng)絡(luò)多接入選擇解決方案不能普遍適用于各種無(wú)線技術(shù)的問(wèn)題，提出了具有通用性和結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)的多接入選擇的解決方案，模糊邏輯對(duì)模糊性對(duì)象進(jìn)行精確的描述和處理，可以更進(jìn)一步提高信息的正確的使用。
【專利說(shuō)明】一種認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇的決策方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，尤其是基于多目標(biāo)模糊決策的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線電通信的發(fā)展為無(wú)線連接提供了許多網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，例如IEEE802.1UffiMAX和UMTS。同時(shí)，在微電子研究上的發(fā)展使得這些技術(shù)可以被使用在配備有許多無(wú)線電接口的單一的移動(dòng)設(shè)備上。在遠(yuǎn)程通信的研究中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入選擇的課題被廣泛地關(guān)注。在有許多接入點(diǎn)選擇的情況下，如何讓用戶選擇到一個(gè)滿足需要的最優(yōu)選擇。
[0003]之前大多數(shù)處理這個(gè)問(wèn)題的工作只考慮一個(gè)具體的無(wú)線技術(shù)。最明顯的例子就是802.11:許多有價(jià)值的解決方案被提出來(lái)解決接入點(diǎn)選擇的問(wèn)題，但是所有的方法都根據(jù)802.11指定的指標(biāo)。最終這些解決方案不能用在其他無(wú)線技術(shù)中，并且最重要的是所得到的性能的指標(biāo)不能與為其他類型的無(wú)線電接口設(shè)計(jì)的解決方案比較。雖然可以設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)接入方案來(lái)處理某些現(xiàn)有技術(shù)，但是一個(gè)理想的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)選擇解決方案需要足夠通用化和模塊化，以此使用于引進(jìn)的新的無(wú)線技術(shù)。
[0004]從用戶的角度看，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)選擇的解決方案有兩個(gè)方面需要考慮，第一，感知用戶的服務(wù)質(zhì)量是根據(jù)端對(duì)端性能決定的。之前有關(guān)于接入點(diǎn)選擇的工作只關(guān)注無(wú)線連接存在瓶頸的地方，然而核心網(wǎng)絡(luò)也會(huì)有不理想的性能，從而會(huì)對(duì)端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生不可忽略的影響。第二，端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)化要考慮不同應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量需求。許多以前有關(guān)接入點(diǎn)選擇的工作只會(huì)把焦點(diǎn)放在網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化上。然而例如VOTP和游戲等應(yīng)用程序會(huì)被網(wǎng)絡(luò)的延遲和可靠性嚴(yán)重影響。
[0005]模糊邏輯對(duì)模糊性對(duì)象進(jìn)行精確的描述和處理，該技術(shù)可以更進(jìn)一步提高信息的正確的使用。多目標(biāo)模糊決策在考慮用戶偏好的前提下基于，提出接入選擇算法，通過(guò)最大化每個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的效用，獲得優(yōu)化的資源分配方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是:
[0007]針對(duì)網(wǎng)絡(luò)多接入選擇解決方案不能普遍適用于各種無(wú)線技術(shù)的問(wèn)題，并且為滿足每個(gè)用戶對(duì)接入點(diǎn)的服務(wù)質(zhì)量的要求，且同時(shí)能夠最小化考慮不同無(wú)線技術(shù)和應(yīng)用程序所用的時(shí)間和精力，提出了具有通用性和結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)的多接入選擇的解決方案，根據(jù)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中技術(shù)獨(dú)立的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)生成包含當(dāng)前和過(guò)去的活動(dòng)鏈接的服務(wù)質(zhì)量信息的可共享的知識(shí)庫(kù)。新用戶接入時(shí)，根據(jù)可共享的知識(shí)庫(kù)中指標(biāo)信息結(jié)合用戶偏好參數(shù)，通過(guò)多目標(biāo)模糊決策計(jì)算出最優(yōu)接入選擇。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0009]首先，無(wú)線電鏈接模塊為正在進(jìn)行的通信的無(wú)線鏈接行為提供吞吐量、延遲和可靠性參數(shù)的測(cè)量值；[0010]傳輸層模塊測(cè)量它感知到的端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)層的性能，即吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)；
[0011]根據(jù)無(wú)線電鏈接模塊和傳輸層模塊所得的測(cè)量值計(jì)算核心網(wǎng)絡(luò)性能的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)的值；
[0012]正在通信的用戶周期性地計(jì)算核心網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量值和上傳信息到認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)羅列出所有可以接入的網(wǎng)絡(luò)的性能描述；
[0013]用戶在接入時(shí)，無(wú)線鏈接性能的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)使用根據(jù)三角隸屬度函數(shù)得到的模糊值表示，這些指標(biāo)將會(huì)由基于在技術(shù)特殊化測(cè)量值下的無(wú)線鏈接模塊提供；
[0014]核心網(wǎng)絡(luò)從認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)的模糊值；
[0015]每個(gè)接入點(diǎn)i的預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)層和端對(duì)端性能結(jié)合無(wú)線鏈接性能和核心網(wǎng)絡(luò)性能得到；
[0016]傳輸層模塊計(jì)算得到的吞吐量、延遲和可靠性模糊值指標(biāo)結(jié)合用戶偏好指標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)決策得到選擇的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。這里的多目標(biāo)決策方法可通過(guò)以下步驟進(jìn)行:
[0017]1、根據(jù)可接入網(wǎng)絡(luò)集合和判決指標(biāo)集合計(jì)算得到多指標(biāo)決策矩陣，標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣建立權(quán)重決策矩陣；
[0018]2、指標(biāo)主觀權(quán)重確定，采用五級(jí)標(biāo)度賦值法對(duì)判決指標(biāo)的主觀權(quán)重進(jìn)行賦值；
[0019]3、確定指標(biāo)客觀權(quán)重；
[0020]4、用最小二乘法建立決策模型；
[0021]5、可接入網(wǎng)絡(luò)的決策值進(jìn)行排序，決策值最大的就是最佳目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]通過(guò)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇決策方法，我們能夠?qū)崿F(xiàn):
[0024]1、框架的模塊化設(shè)計(jì)和基于模糊邏輯的通用的和技術(shù)獨(dú)立的知識(shí)表示有利于不同無(wú)線技術(shù)和應(yīng)用程序的融合；
[0025]2、模糊邏輯對(duì)模糊性對(duì)象進(jìn)行精確的描述和處理，該技術(shù)可以進(jìn)一步提高信息的正確使用；
[0026]3、本文多目標(biāo)模糊決策方法采用信息熵方法確定判決指標(biāo)客觀權(quán)重，并通過(guò)最小二乘法對(duì)主、客觀權(quán)重進(jìn)行折中選擇，改進(jìn)了傳統(tǒng)多接入選擇算法中對(duì)判決指標(biāo)權(quán)重定義主觀因素強(qiáng)，判決不準(zhǔn)確的的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明中認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇的決策方法的流程圖。
[0028]圖2是本發(fā)明中認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇的決策方法實(shí)施例的流程圖。
[0029]圖3是本發(fā)明中認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇的決策方法的多目標(biāo)模糊決策流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0031]認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇決策方法建立模塊化的框架，根據(jù)各模塊的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)實(shí)施解決方案，如圖2所示。最后多目標(biāo)模糊決策在考慮了用戶偏好的基礎(chǔ)上，通過(guò)最小二乘法對(duì)主、客觀權(quán)重進(jìn)行折中處理，改進(jìn)了傳統(tǒng)多接入選擇決策方法中對(duì)判決主觀性過(guò)強(qiáng)的問(wèn)題，如圖3。首先，無(wú)線電鏈接模塊為正在進(jìn)行的通信的無(wú)線鏈接行為提供吞吐量、延遲和可靠性參數(shù)的測(cè)量值；傳輸層模塊測(cè)量它感知到的端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)層的性能，即吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)；根據(jù)無(wú)線電鏈接模塊和傳輸層模塊所得的測(cè)量值計(jì)算核心網(wǎng)絡(luò)性能的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)的值；正在通信的用戶周期性地計(jì)算核心網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量值和上傳信息到認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)羅列出所有可以接入的網(wǎng)絡(luò)的性能描述；用戶在接入時(shí)，無(wú)線鏈接性能的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)使用根據(jù)三角隸屬度函數(shù)得到的模糊值表示，這些指標(biāo)將會(huì)由基于在技術(shù)特殊化測(cè)量值下的無(wú)線鏈接模塊提供；核心網(wǎng)絡(luò)從認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)的模糊值；每個(gè)接入點(diǎn)i的預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)層和端對(duì)端性能結(jié)合無(wú)線鏈接性能和核心網(wǎng)絡(luò)性能得到；多目標(biāo)決策方法可以經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟完成:首先，根據(jù)可接入網(wǎng)絡(luò)集合和判決指標(biāo)集合計(jì)算得到多指標(biāo)決策矩陣，標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣建立權(quán)重決策矩陣；而指標(biāo)主觀權(quán)重確定則采用五級(jí)標(biāo)度賦值法對(duì)判決指標(biāo)的主觀權(quán)重進(jìn)行賦值；確定指標(biāo)客觀權(quán)重；然后用用最小二乘法建立決策|吳型；最后是可接入網(wǎng)絡(luò)的決策值進(jìn)行排序，決策值最大的就是最佳目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
[0032]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物 界定。
【權(quán)利要求】
1.一種認(rèn)知的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇決策方法，其特征在于該方法的步驟為: 步驟一、無(wú)線電鏈接模塊為正在進(jìn)行的通信的無(wú)線鏈接行為提供吞吐量、延遲和可靠性參數(shù)的測(cè)量值； 步驟二、傳輸層模塊測(cè)量它感知到的端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)層的性能，即吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)； 步驟三、根據(jù)無(wú)線電鏈接模塊和傳輸層模塊所得的測(cè)量值計(jì)算核心網(wǎng)絡(luò)性能的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)的值； 步驟四、正在通信的用戶周期性地計(jì)算核心網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量值和上傳信息到認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)羅列出所有可以接入的網(wǎng)絡(luò)的性能描述； 步驟五、用戶在接入時(shí)，無(wú)線鏈接性能的吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)使用根據(jù)三角隸屬度函數(shù)得到的模糊值表示，這些指標(biāo)將會(huì)由基于在技術(shù)特殊化測(cè)量值下的無(wú)線鏈接模塊提供； 步驟六、核心網(wǎng)絡(luò)從認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取吞吐量、延遲和可靠性指標(biāo)的模糊值；步驟七、每個(gè)接入點(diǎn)i的預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)層和端對(duì)端性能結(jié)合無(wú)線鏈接性能和核心網(wǎng)絡(luò)性能得到； 步驟八、傳輸層模塊計(jì)算得到的吞吐量、延遲和可靠性模糊值指標(biāo)結(jié)合用戶偏好指標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)決策得到選擇 的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種認(rèn)知的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)多接入選擇決策方法，其特征在于步驟八中多目標(biāo)決策得到選擇的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的方法為: 根據(jù)可接入網(wǎng)絡(luò)集合和判決指標(biāo)集合計(jì)算得到多指標(biāo)決策矩陣，標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣建立權(quán)重決策矩陣； 指標(biāo)主觀權(quán)重確定，采用五級(jí)標(biāo)度賦值法對(duì)判決指標(biāo)的主觀權(quán)重進(jìn)行賦值； 確定指標(biāo)客觀權(quán)重； 用最小二乘法建立決策模型； 可接入網(wǎng)絡(luò)的決策值進(jìn)行排序，決策值最大的就是最佳目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號(hào)】H04W48/20GK103906197SQ201310637001
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】洪智 申請(qǐng)人:江蘇達(dá)科教育科技有限公司