[发明专利]一种基于概率切换的移动终端能耗优化方法

说明书

本发明公开了一种基于概率切换的移动终端能耗优化方法：移动终端用户在异构网络中移动的过程中，当其处于WiFi网络覆盖区域时采用WiFi网络传输数据；当其移动到无WiFi网络覆盖的区域，用户以一定的概率选择性使用蜂窝网络传输数据，该选择概率使得用户终端能耗最小；其中，用户选择概率与每个用户需要传输的数据总量、可容忍延迟的时间、用户移动起点与终点之间的线段长度、WiFi网络密度、WiFi网络覆盖半径、用户密度有关；该基于概率的切换能够使传输任务在可容忍时间内完成，且达到将终端能耗最少化的目的；比起现有的无缝切换的数据传输方案，本发明的能耗优化方法能够在很大程度上减小数据传输能耗。

技术领域

本发明属于移动通信领域，更具体地，涉及一种基于概率切换的移动终端能耗优化方法。

背景技术

随着移动互联网的大发展、移动设备的普及以及4G网络带来的网速提升使得移动网络数据呈现井喷式增长，移动网络数据传输所消耗的移动设备能量也达到了不可估量的量级。

在WiFi(Wireless Fidelity)网络和蜂窝网络组成的异构网络中，WiFi网络与蜂窝网络相比较具有更高带宽、更低功率，但其覆盖范围有限，用户的随机移动性导致用户需要在不同网络间进行切换，这将增加切换能耗；多用户在同一个蜂窝基站下，多用户竞争有限带宽也导致网络传输效率低下，移动终端的能耗会急剧增长。

由于WiFi的部署具有不定性，无法准确知道大范围内所有WiFi的具体部署位置，现有技术通过用户行为来预测WiFi出现的时间，通过预测结果决定在没有WiFi的区域选择蜂窝网络或等待下一次WiFi网络出现，该方案不具有普适性；有的方案考采用马尔科夫链选择网络状态最好的网络，达到节能的目的，但是没有考虑多用户的状态，每个用户在蜂窝网络下的带宽与其他用户有关，现有的切换会因为用户带宽竞争导致网络质量较差而消耗更多的传输能耗。

移动网络状况会因为网络拥塞或者移动设备的移动出现大的波动，选择不同的时机进行网络传输对用户的传输能耗有较大的影响，现有用于减少异构网络中传输能耗的方案欠缺对当前环境中蜂窝网络状况和用户的随机移动性的考虑。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于概率切换的移动终端能耗优化方法，其目的在于根据网络状况选择最佳的传输时机与传输网络，由此降低移动终端的网络数据传输能耗。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于概率切换的移动终端能耗优化方法，具体包括如下步骤：

(a)判断用户所在区域是否有WiFi网络信号，若否，则进入步骤(b)；若是，则采用所述区域内的WiFi网络进行用户数据传输；

(b)判断当前时间槽的用户的选择概率x_i是否大于阈值x；若是，则采用所述区域内的蜂窝网络进行用户数据传输；若否，则等待，直到用户进入WiFi网络覆盖区域，进入步骤(a)；

其中，x_i是指用户选择使用蜂窝网络传输数据的概率，阈值x采用随机函数rand()随机生成的概率，x∈(0,1)；将用户移动的时间划分为大小相等的时间段，将其中一个时间段称为时间槽；

与蜂窝网络相比，WiFi网络具有高带宽、低功耗的特点；本方法提供的上述基于概率切换的移动终端能耗优化方案，在WiFi网络覆盖区域，采用WiFi传输用户数据；在没有WiFi网络的区域，则根据当前蜂窝网络的状态决策是采用蜂窝网络传输数据，还是等待WiFi网络；