[发明专利]一种用于异构无线网络中负载均衡的网络接入方法

说明书

本发明涉及一种用于异构无线网络中负载均衡的网络接入方法。本方法结合用户对网络的评价效用值和各网络对于新业务请求的负载效用评价，对用户和网络相互的评价效用值进行综合分析，得出在用户选择某一网络的前提下该网络接受用户接入请求的综合效用最大化策略，最终达成用户和网络间的最佳服务连接。该方法得出的网络选择结果在满足用户需求的同时，相比以往的网络接入选择方法，能够在多用户数时实现各网络间均匀的负载分配，从而达到优化的网络间负载均衡状态。

技术领域

一种用于异构无线网络中负载均衡的网络接入方法。通过综合判决用户和网络之间互相的评价效用，选择用户和网络整体利益最大化的策略。

背景技术

无线移动通信网络因服务的移动性，其移动性管理是其区别于其它网络的重要特征。异构无线网络间的移动性管理机制是为了让用户无论在场景下、使用任何业务、切换到任何网络都能得到网络提供的一致性、无缝性和多样性的高质量服务。网络融合后，特别是松耦合模式的融合网络中，需要针对异构无线网络的多网络模式架设专属的移动性管理模块，且需要在融合网络间实现移动IP协议，这使得异构无线网接入选择机制和切换机制成为网络融合后急需解决的技术难关。目前，对于接入选择机制的研究已经取得了许多研究成果。接入选择是多标准决策问题，决策中涉及的属性、度量多种多样且标准不一。因此如何根据多类参数进行合理、综合的决策和判断至关重要。

异构网络中，用户的多模终端可自主选择接入网络。通常情况下，用户都会选择QoS良好而通信费用较低的网络接入，而网络运营商也偏向于选择将有限的网络资源提供给优质的用户群体(从网络角度即为消费能力强)，或以尽可能少的网络资源来保证用户最低的QoS需求，从而寻求利润的最大化。所以在异构网络竞争环境中，用户可自由选择不同网络接入，而网络对用户的接入选择请求也可选择拒绝或接受，并为用户提供不同的网络服务等级；因此，本质上来说服务提供商和用户在网络接入选择过程中存在非合作的博弈关系，博弈双方的收益等效为网络和用户各自的利益，即网络的总体利润和用户的业务服务满意度。

发明内容

本发明的目的是实现所有市场竞争者的总体效用最大，确保用户接入的网络能够为用户提供QoS服务的同时需要较低终端能耗、通信费用，用户接入后网络的负载状况实现最优化的均衡状态。

为实现上述目的，本方法首先通过以用户为中心评价方法计算得到用户对网络的评价效用值，结合异构无线网络中用户和网络间存在的非合作博弈关系，通过综合判决用户和网络之间互相的评价效用，选择用户和网络整体利益最大化的策略。

本发明的步骤是：

第一步骤：采用一种分段策略，分别对网络的服务质量(即QoS)，能耗及费用进行衡量，首先设置参考网络，通过改进的TOPSIS数学方法对候选网络进行QoS值的排序，得到的结果中，QoS值大于参考QoS值的候选网络才进一步评判其能耗和费用。

第二步骤：采用一种S型效用函数来处理QoS指标，通过调整S曲线的上升率和中间值，得到QoS参数。

第三步骤：候选网络中，所选择的网络达到用户要求的QoS值，并保证终端能耗和业务费用较低，得到其效用值，即按照下面式子求得：

其中，N_finali为用户对网络的效用评价值，E_i和C_i分别为网络i的能耗和成本，N_best为最佳效用值，当N_finali最低时取得其值，λ为满足0＜λ＜1的用户对于终端能耗和业务费用的权重。

第四步骤：根据当前网络状况给出对用户服务请求的评价效用值，即按照下面式子求得：