[发明专利]一种异构泛在网络越区切换及其优化方法

说明书

本发明提供一种异构泛在网络越区切换及其优化方法，考虑移动用户的通信模型，以时延、终端的能耗和服务质量为参数，建立有效切换函数，可以为不同用户设计不同的权重参数组合，从而满足具体场景应用的特定需求。另外，当同一终端运行不同的应用或者对能耗有不同的需求时，对应的权重也可以动态调整。同时采用集群优化的方式，一次运算可以为多个用户并行提供切换函数判断。本发明综合考虑了多个移动终端应用对计算资源、通信资源的竞争，研究优化切换问题的转化和近似方法，以及低复杂度算法的设计，提升无线网络有限的通信和计算资源对大量计算密集型/时延敏感型业务的支持和保障能力。

技术领域

本发明属于异构泛在网络领域，具体涉及一种异构泛在网络越区切换及其优化方法。

背景技术

现有技术中，越区切换判决过程中，仅以接收信号功率等少量参数作为切换判决条件时，容易造成越区切换的掉话现象，甚至引起乒乓现象。考虑到异构网络运行环境的复杂多样性，有必要对影响越区切换判决的其他因素，如时延、能耗及终端状态进行综合考虑，并通过集群处理，减少越区切换造成的通信不稳定等现象。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种异构泛在网络越区切换及其优化方法，考虑移动用户(即终端)的通信模型，以时延、终端的能耗和服务质量(即移动终端的状态)为参数，建立有效切换函数，可以为不同用户设计不同的权重参数组合，从而满足具体场景应用的特定需求。另外，当同一终端运行不同的应用或者对能耗有不同的需求时，对应的权重也可以动态调整。同时采用集群优化的方式，一次运算可以为多个用户并行提供切换函数判断。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种异构泛在网络越区切换及其优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：定义用于表示终端是否进行切换的决策变量；

步骤2：基于决策变量，同时考虑业务的时延、终端的能耗和服务质量，给出切换函数；

步骤3：基于切换函数建立用于越区切换的优化问题模型，对多个终端的越区切换监视采用集群处理，当发现集群中有终端存在越区切换需求时，转入单独处理，在所建立的优化问题模型下进行越区切换操作。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤1中，定义决策变量表示终端是否进行切换，当时，表示终端进行切换处理；当时，表示由终端进行本地处理。

进一步地，步骤2中，给出如下切换函数：

式中，Δξ_k，n＝1-ξ_k，n表示服务质量的损失，ξ_k，n表示服务质量系数，ω^T，ω^E，ω^Q分别表示业务的时延、终端的能耗、以及服务质量对应的权重因子；定义τ_k，n表示终端k完成计算任务n 需要的时间，定义E_k，n表示终端k完成计算任务n所消耗的总能量，则和分别表示本地处理的时延和能耗，和分别表示切换处理的时延和能耗，终端k某时刻应用有N个可以并发的计算任务，用集合K ＝{1，2，…，k }表示该基站覆盖范围内所有的K个终端。

进一步地，在切换函数U中，根据不同的终端设计有不同的权重因子组合。

进一步地，在切换函数U中，当同一终端运行不同的应用或者对能耗有不同的需求时，动态调整对应的权重因子。

进一步地，步骤3中，优化问题建模如下：

s.t.