[发明专利]基于滞留时间的自适应垂直切换方法

说明书

技术领域：

本发明属于通信领域，具体涉及异构网络切换领域。

背景技术

下一代网络是集成当前各种无线接入技术的网络，最重要的特征就是异构性，可以表现为各种无线接入技术在接入带宽、系统时延、资费标准、安全性能等上面的不同。不仅如此，用户的业务需求也是多种多样的，不同的业务对系统性能的要求也有所不同。因此，与水平切换决策不同，垂直切换的决策需要考虑的因素很多，包括业务类型、服务资费、网络状态、系统性能、安全性、移动速度和用户偏好等，属于不确定多属性判决问题。水平切换策略中基于信号强度RSS的切换判决方法不在适用于垂直切换。需要研究高效可行的切换判决方法和实用的控制方式达到系统性能最优化以及资源的有效利用。

由于异构网络需要考虑的很多，因而解决异构网络的切换判决问题最终是一个多属性判决问题。例如基于接收信号强弱(RSS)、网络费用等来选择要切换的网络[LING Yu-tao，YI Ben-shun，ZHU Qiu-ping.Vertical handoff decision strategy in wireless overlay networks[C].//Proceedings of the 5th International Conference on Wireless Communications，Networking and Mobile Computing.2009：1-3]；通过用户效用函数和网络系统最优策略来选择网络[Majed Haddad，Salah Eddine Elayoubi，Eitan Altman.A.Hybrid Approach for Radio Resource Management in Heterogeneous Cognitive Networks[J].IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS，VOL.29，NO.4，APRIL2011]；采用动态加权选择方法获得接口的代价函数[Nie J，He x，Zhou z，et al.Benefit-driven handoff between WMAN and WLAN[C]//Proceedings of the2005IEEE Military Communications Conference(MILCOM2005)，Atlantic City，NJ，USA，2005：2223—2229]。这些都是对多属性判决的具体研究，其主要的思想是针对网络的特性考虑影响判决的重要属性，依据属性参数的特点设定不同的加权值，计算网络的效益/代价函数作为垂直切换判决的依据。

现有的多属性判决方法没有考虑用户的运动状态，用户的运动状态反映在用户在基站覆盖范围内的滞留时间上，这会对切换判决造成影响。如用户在基站边缘的往返运动，沿着基站边缘的圆周运动等，在这种情形下若不考虑运动形式会造成不必要的切换，降低服务质量。将用户运动相关因素考虑在内，并与网络性能相关因素结合起来进行切换判决能够降低切换次数，提高服务质量。

文献[Nancy S，Ahmed K.A mobility prediction architecture based on contextual knowledge and spatial conceptual maps[J].IEEE Transactions on Mobile Computing，2005，4(6)：537-551]中采用了基于代价函数的方法。方案考虑了不同网络的性能参数，如接入带宽、时延、费用、安全性，可以充分发挥各种接入网络的优势，较好地实现最佳链接。该方法对各个参数进行了归一化处理，利用简单加权法SAW求和，比较不同网络的代价，选出最适合的切换目标网络。与基于RSS的垂直切换方法相比，该方法充分考虑了网络性能的不同，增加了系统吞吐量，降低了服务费用，提高了系统资源的利用率。

该方法采用多属性判决虽然综合考虑了不同网络的性能参数如信噪比SNR、代价、带宽等，提高了系统吞吐量以及资源利用率。但是，没有将用户的运动状况考虑在内，在用户某些运动情况下(如往返运动)就可能发生“乒乓”切换，大量用户发生这种情况会让系统的性能严重下降，接收到的服务质量也会降低。