[发明专利]自适应多准则模糊逻辑的5G异构网络切换决策方法

说明书

本发明涉及一种自适应多准则模糊逻辑的5G异构网络切换决策方法，属于通信技术领域。该方法包括总体服务质量引擎、网络服务质量引擎、移动服务质量引擎、成本引擎、用户满意度引擎以及选择模块；采用八个决策参数即接收信号强度、延迟、丢包、可用带宽、移动速度、小区覆盖、服务成本和电池寿命，在多种可用网络同时覆盖的情况下进行智能全面的切换决策，选择最优的可用网络。各模糊引擎根据当前输入决策参数构成模糊准则通过数学函数计算输出分数来得到最终的决策值，本发明在考虑不同业务切换优先级的前提下保证在众多候选网络中具有高效选择最优网络并执行切换的能力。

技术领域

本发明属于通信网络切换领域，涉及一种自适应多准则模糊逻辑的5G异构网络切换决策方法。

背景技术

在5G多网融合的时代背景下，很难像传统的通信系统靠单一技术实现运营，多种接入技术融合、多种网络架构融合是下一代网络的必然趋势。为了保证5G用户获得最佳的网络服务质量，考虑不同应用场景下不同网络覆盖时最佳网络切换方案，实现高度智能化无缝切换是5G网络研究的重点。现有文献中提出的基于模糊逻辑的切换决策系统(HDS)设计有单一模糊引擎切换决策系统，基于效益型和成本型的双模糊引擎切换决策系统以及多模糊引擎切换决策系统，现有的切换决策算法大多包含QOS相关参数，而其他决策参数并未全部考虑在内，切换决策不够准确，容易造成误切换。参数全面的切换决策系统未考虑自适应性，而引入自适应性的切换决策系统要么考虑参数不全面，要么计算复杂度过高，处理时间长。因此，急需一种自适应多准则模糊逻辑的5G异构网络切换决策系统解决此类问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多模糊引擎切换决策方法，同时考虑每个单独的流量类型的自适应模糊隶属度函数(FMFs)和模糊规则，引入自适应机制实现切换判决的智能化、减少算法处理时间、降低模糊规则复杂度、提高网络切换的准确度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自适应多准则模糊逻辑的5G异构网络切换决策方法，令用户移动端所处位置处所有能接收到服务的覆盖网络均为其候选网络，将每个候选网络的相关决策参数分别交由五个模块引擎同时进行处理，每个候选网络的最终得分由五个模糊引擎共同决定，根据每个候选网络的最终得分选出最佳网络执行切换，自适应模糊逻辑切换决策步骤如下：

S1：业务分类及优先级排序：不同业务的主要决策参数和优先级不同，由应用标识判定业务类型并决定切换判决执行的先后顺序；

S2：模糊化过程：将模糊引擎的输入值模糊化转化成模糊数据，以语言的形式标识模糊集里每个成员的值；

S3：模糊推理过程：使用IF-THEN规则，根据输入参数或输入模糊隶属度(FMFs)的值，生成聚合的模糊化数据；

S4：定义模糊引擎行为：模糊规则包含基于IF-THEN规则形式的决策参数之间所有可能的关系不同数量的决策参数所需模糊规则也不一样；

S5：去模糊化过程：将模糊数据转化为明确数值，去模糊化的方法包括质心法，最大平均法，加权平均法；

S6：将每个候选网络的相关决策参数分别交由五个模块引擎同时进行步骤S1-S5的处理，共同决定每个候选网络的最终分数，最终分值D值最高的候选网络即为所选目标切换网络。

进一步，以延迟LA、丢包率PL、可用带宽B_AV三个决策参数作为综合服务质量模糊引擎的输入，相对应的模糊集的输入变量分别定义为LA、PL、B_AV；每个输入存在三种模糊隶属度函数(低、中、高)，需要3³＝27条模糊规则定义模糊引擎的行为，模糊引擎输出有五种模糊度隶属函数(低、低偏中、中、中偏高、高)；聚合的模糊化数据μAQ被定义为：