CN101287280A - 在异构无线网络中选择网络的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种在异构无线网络中选择网络的方法，包括步骤：向网络和移动终端的至少一个属性值的分配权重；将被分配了权重的属性权重向量、相应网络的效用函数、以及移动终端收集到的网络属性值及自身的属性值输入到属性矩阵；利用所述属性矩阵计算各个候选网络的评价值；基于所获得的各个候选网络的评价值来确定最终的目标网络。本发明还包括在异构无线网络中选择网络的装置。

Description

在异构无线网络中选择网络的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种在异构无线网络环境下选择网络的方法和装置，特别是涉及基于多属性决策(MADM：Multiple Attribute Decision Making)及无线异构网络的特点，以用户为中心进行网络选择的方法和装置。

背景技术

随着无线通信技术和网络的迅速发展，用户将能够随时随地访问他们需要的信息和服务。未来的无线通信系统是由多种采用不同接入技术的无线网络构成的混合系统，这些不同的接入技术相互补充。

图1示出了异构无线网络环境的示意图。在异构无线网络环境，一个移动终端可以被多种无线网络覆盖。如图1所示，异构无线网络中的移动终端被，例如，GSM、UMTS、WiMAX、CDMA及WLAN等网络所覆盖。这些无线网络为用户提供无处不在(Ubiquitous)的覆盖接入。在这些网络中，网络运营商需要向用户提供方便的、具有吸引力的业务。

未来的无线系统通常具有多种无线传输接口，以使用户能够利用不同的接入技术或者不同技术的组合来实现业务传输。因此，未来的无线通信系统是以用户为中心的，它必须能够根据用户的需求，给用户提供满意的服务。可以预见，在这样的系统里，用户能够根据需求动态灵活地选择最合适的网络来传输业务，从而实现最佳的接入方式。这意味着用户不但能够接入网络，而且还能够通过网络随时随地的获取最满意的服务。为实现上述目标，就需要为终端设备提供智能的网络选择方法，从而使得用户能够在个人需求、业务满意度及网络特性等方面实现很好的折衷，并且保证用户在不同的网络环境下都能进行有效的网络选择，帮助移动终端的用户选择最合理的网络来传输它的业务。

目前的网络选择方法主要采用两种方式。一种方式是由用户手动地选择网络，即手动地在不同的无线网络之间进行切换。因为用户必须不断地通过人工的方式来挑选网络，所以这种方法十分繁琐。另外一种网络选择方式是自动选择方法。这种方法将用户的需求预先输入到设备中，然后由设备根据网络环境自动选择最优的网络。

自动选择方法又可进一步分为两类，一类是基于多属性决策理论设计的自动选择方法，另一类是根据模糊逻辑设计的自动选择方法。

基于模糊逻辑设计的网络选择方法主要利用模糊语义来确定最优的目标网络。该方法需要在通信设备中设计决策库。通信设备在选择网络时，需要与网络进行交互以获得系统的属性值，然后对网络的属性值进行模糊处理，将其转变成具有模糊语义的结果。这些模糊化的属性值被输入到模糊决策库，通过例如“IF THEN”之类的决策方式得出各个网络的评价值，具有最大评价值的网络被选择为目标网络。

基于模糊逻辑的方法的缺陷在于设备所需的决策库很大。而且随着属性的增加，决策库的结构将变得复杂。此外，用户必须自行手工配置决策库，这给用户的使用带来麻烦。

在基于多属性决策理论的网络选择方法里，目前存在三种方法，第一种是基于效用函数的网络选择方法，第二种是基于代价函数的网络选择方法，第三种是经典的多属性决策方法。

基于效用函数的网络选择方法是通过定义网络的效用函数来表征各个网络的适应值，可以用下面的表达式(1)来表示基于效用函数计算的网络适应值：

CS_i＝U_i-C_i    (1)

其中CS_i表示网络i的适应值；U_i表示网络能够提供的效用值，它表示用户在网络i中能够感受到的业务质量；C_i表示网络i的价格。在基于效用函数的网络选择方法里，具有最大适应值的网络被选择为目标网络。

基于代价函数的网络选择方法是通过引入网络的代价函数来进行网络选择，计算网络的代价值的方式如下面的表达式(2)所示。

$C_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{w}_j\·\ln \left(a_{i,j}\right)---\left(2\right)$

其中C_i表示网络i的代价值；α_i.j表示属性j在网络i里的值(例如，网络i的时延)；W_j是用户为属性j分配的权重值，它表示用户对不同属性的关心程度。在基于代价函数的网络选择方法里，具有最小代价值的网络被选择为目标网络。

经典的多属性决策方法以矩阵的形式表示不同网络的各个属性值。然后，再通过不同的矩阵处理方法对矩阵进行计算，从而得出各个网络的评价值。其基本计算如下面的表达式(3)所示。

$R_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{w}_j\·f_j\left(a_{i,j}\right)---\left(3\right)$

其中R_i表示网络i的评价值；α_i.j表示属性j在网络i里的值(例如，网络i的时延)；W_j是用户为属性j分配的权重值，它表示用户对不同属性的关心程度；f_j是对α_i.j的处理函数，它由具体的矩阵处理方法决定。

在经典的多属性决策方法中，具有最大适应值的网络被选择为目标网络。可以看出，相对基于效用函数和基于代价函数的网络选择方法而言，经典的多属性决策方法具有更一般的形式，因此基于效用函数和基于代价函数的网络选择方法只是经典的多属性决策方法的特例。

虽然上述的网络选择方法能够辅助移动终端确定目标网络，但是它们都存在一些缺陷。对基于效用函数的网络选择方法而言，它只考虑了网络能够提供的业务质量及网络的价格，而没有考虑诸如网络的功耗之类的其它属性。因此这种方法的扩展性及灵活性较差。

另外，对于基于代价函数的方法来说，其实用性较差，这种方法利用ln(·)函数对网络的属性值进行处理。然而，当两个网络的某个属性值都为0时，例如，当两个网络都是免费时，这种基于代价函数的方法将无法区别两个网络在其它属性上的不同，因为在这种情况下，无论两个网络的其它属性取什么值，这两个网络的代价值都是-∞。

经典的多属性决策方法主要存在三个方面的问题：首先，它可能导致用户的使用费用增加，而用户对业务质量感受却没有明显增加。其次，这种方法可能引起用户在不同网络间的不均衡分布。因为对单个用户而言，具有最大适应值的网络会成为目标网络。这样，在多个用户共同选择网络的情况下，就可能导致用户在不同网络间的不均衡分布。最后，经典的多属性决策方法没有考虑网络内可能产生的“乒乓效应”问题。就是说，在网络的适应值发生细微波动的情况下，现有的方法会导致用户在不同网络间产生大量的切换，从而导致用户的业务质量下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种在异构无线网络中选择网络的方法和装置，该方法和装置在网络选择过程中，引入了新的网络侧属性值，并且为网络接入点的改变设定了门限值，终端可以根据各个候选网络的评价值随机地选取目标网络，使得终端设备能够根据用户的需求为用户自动选择最佳的网络。

根据本发明的一个方面，提供一种在异构无线网络中选择网络的方法，包括步骤：向网络和移动终端的至少一个属性值的分配权重；将被分配了权重的属性权重向量、相应网络的效用函数、以及移动终端收集到的网络属性值及自身的属性值输入到属性矩阵；利用所述属性矩阵计算各个候选网络的评价值；基于所获得的各个候选网络的评价值来确定最终的目标网络。

根据本发明的另一个方面，提供一种在异构无线网络中选择网络的方法，包括步骤：接收移动终端的用户异构无线网络和移动终端的至少一个属性值分配的权重，以及移动终端的用户的业务需求信息；获取网络状态信息和终端设备的状态信息，以得到异构无线网络及移动终端自身的属性值；将分配的属性权重向量、以及异构无线网络及移动终端自身的属性值输入属性矩阵，利用属性矩阵计算各个候选网络的评价值；和基于所获得的各个候选网络评价值来确定最终的目标网络。

根据本发明的再一个方面，提供一种在异构无线网络中选择网络的装置，包括：网络状态检测单元，用于获取相应的无线网络的状态信息；用户需求配置单元，用于对各个网络和移动终端自身的属性值分配权重和获取用户的需求信息；终端设备检测单元，用于获取与移动终端的操作有关的信息；网络选择确定单元，用于根据无线网络和移动终端自身的状态信息，被分配了权重的属性权重向量，利用属性矩阵计算各个候选网络的评价值，并根据各个候选网络的评价值进行网络选择。

根据本发明，利用效用(Utility)因素实现了网络特性同用户业务需求的有效结合，并且在网络选择过程中实现了用户在不同网络间的均衡分布，此外还有效地抑制了网络内可能产生的“乒乓效应”(Ping Pongeffect)。

根据本发明在异构无线网络中选择网络的方法和装置引入了效用函数，避免了用户不必要的费用支出，使得终端设备能够根据用户的需求为用户自动选择最佳的网络。

附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1是表示异构无线网络环境的示意图；

图2是根据本发明实施例的网络选择装置的方框图；

图3是表示根据本发明选择无线网络的过程的示意图；

图4是表示根据本发明实施例在异构无线网络中选择网络的过程中确定目标网络的方法的流程图；

图5a至5c分别是根据本发明在异构无线网络中选择网络的方法来判断是否接入新网络的不同方法的流程图；和

图6a和6b示出了本发明在异构无线网络中选择网络的方法的实现方式的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

图2示出了根据本发明实施例网络选择装置的方框图。如图2所示，根据本实施例的网络选择装置包括接口21₁、21₂、…、21_N，网络状态检测单元22，用户需求配置单元23，终端设备状态检测单元24，和网络选择确定单元25。

网络选择装置配置在支持网络选择的移动终端中。在网络选择装置中，网络状态检测单元22通过各个不同的无线接口21₁、21₂、…、21_N分别获取相应的无线网络内的状态信息。用户需求配置单元23通过用户控制界面获取用户的需求信息。例如，用户通过控制界面输入对各个属性值的重视程度(权重)及用户的业务需求等信息。终端设备检测单元24获取与终端设备的操作有关的信息。这些信息包括：例如，各个无线接口的功耗等等。

网络状态检测单元22，用户需求配置单元23和终端设备检测单元24将各自获取的信息输入到网络选择确定单元25。网络选择确定单元25利用这些信息执行对属性矩阵进行处理，得到各个网络的评价值，并根据网络的评价值进行网络选择。最后，网络选择确定单元25根据选择的结果激活相应的无线接口。

本发明涉及的主要方法是通过网络选择确定单元实现。

图3示出根据本发明选择无线网络的过程的流程图。首先，在步骤S301，用户对其需求进行配置，使终端了解用户的需求。相关的配置包括：(1)用户为各个属性值所分配的权重，该属性值的权重反映了用户对不同属性的重视程度，某个属性的权重越高，表明用户越重视该属性；(2)用户的业务需求，该配置通过业务的效用函数来反映，效用函数体现了用户在不同的网络状态下对相应业务的满意程度，效用函数主要由网络侧的某些属性，例如，网络的可用带宽，等来决定。应该指出，用户配置的内容及配置对象不限于此，而是可以包括其它配置对象。此外，用户终端收集网络的属性值以及自身的属性值，用于对相应的网络作出评价。在步骤S302，向属性矩阵输入用户配置的属性权重向量，相应网络的效用函数，以及用户终端收集到的网络属性值及自身的属性值。

接下来，在步骤S303，对属性矩阵进行处理，将属性矩阵中与效用函数相关的属性值用效用函数取代。在获取了权重向量及属性矩阵之后，通过相应的算法对属性矩阵进行处理(处理方法将在后面描述)。此后，在步骤S304，通过属性矩阵处理得到各个候选网络的评价值。然后，在步骤S305，基于所获得的网络评价值来确定最终的目标网络。

下面的表达式(4)给出了属性矩阵的表达方式。

属性矩阵中的行表示不同的候选网络，属性矩阵的列表示不同的属性值。这些属性值既包括网络侧的属性值，也包括终端侧的属性值。例如，α₁₃表示属性值3在网络1里的取值，等等。本发明在属性矩阵中的第二列引入了一种新的网络侧属性值，即，接入时延(Access Delay)。属性值“接入时延”表征用户在网络内进行鉴权及授权所消耗的时间。

根据本发明，可以采用下面三种计算方法对属性矩阵进行处理，

(1)简单平均加权法；

(2)逼近理想解排序法；和

(3)灰色关联分析法。

上述三种计算方法只能单独使用，而不能混合使用。下面分别对各种不同的算法进行描述。

首先，描述简单平均加权法的处理过程。按照下面的公式(5)对属性矩阵内的各个元素进行转换。

${\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}=\left\{\begin{array}{c}\frac{a_{\mathrm{ij}}}{\underset{i}{\max }{a}_{\mathrm{ij}}},j\∈I\\ 1-\frac{a_{\mathrm{ij}}}{\underset{i}{\max }{a}_{\mathrm{ij}}},j\∈\tilde{I}\end{array}\right.---\left(5\right)$

其中

表示a_ij经过公式(5)转换后的值，

表示属性矩阵第i行的最大值，I表示取值越大越吸引用户的属性集合，例如，接收信号强度，

表示取值越小越吸引用户的属性集合，例如，网络的价格。接着，利用下面的公式(6)对转换后的属性矩阵进行处理，以得出各个网络的评价值。

$R_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{w}_j\·{\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}---\left(6\right)$

其中R_i表示对网络i的评价值，w_j是用户为属性j分配的权值。

下面描述逼近理想解排序法的处理过程。在采用逼近理想解排序法的处理中，按照下面的公式(7)对属性矩阵内的各个元素进行转换。

${\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}=\frac{a_{\mathrm{ij}}\·w_j}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{\mathrm{ij}}^2}}---\left(7\right)$

然后，根据转换后的属性矩阵得出分别如公式(8)及公式(9)所示的理想最优选择方案及理想最差选择方案。其中公式(8)表示理想最优选择方案，而公式(9)表示理想最差选择方案。

$\{s_1^{*},s_2^{*},\·\·\·{,s}_m^{*}\}=\{\left(\underset{i}{\max }{\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}\right|j\∈I),\left(\underset{i}{\min }{\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}\right|j\∈\tilde{I})\}---\left(8\right)$

$\{s_1^{-},s_2^{-},\·\·\·{,s}_m^{-}\}=\{\left(\underset{i}{\min }{\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}\right|j\∈I),\left(\underset{i}{\max }{\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}\right|j\∈\tilde{I})\}---\left(9\right)$

最后，利用下面的公式(10)进行的计算得到网络的评价值R_i。

$R_i=\frac{\sqrt{\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{({\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}-s_j^{-})}^2}}{\sqrt{\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{({\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}-s_j^{*})}^2}+\sqrt{\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{({\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}-s_j^{-})}^2}}---\left(10\right)$

最后，描述灰色关联分析法的处理过程。在采用灰色关联分析法的处理中，利用下面给出的公式(11)对属性矩阵内的各个元素进行转换。

${\tilde{a}}_{\mathrm{ij}}=\frac{1}{\left|\right|1-\frac{a_{\mathrm{ij}}}{a_j^o}\left|\right|+{\mathrm{\Δ}}_{\max }}---\left(11\right)$

公式(11)中的a_j ^o如下面的公式(12)给出，Δ_max如下面的公式(13)给出。

$a_j^o=\left\{\begin{array}{c}\underset{i}{\max }{a}_{\mathrm{ij}},j\∈I\\ \underset{i}{\min }{a}_{\mathrm{ij}},j\∈\tilde{I}\end{array}\right.---\left(12\right)$

${\mathrm{\Δ}}_{\max }=\underset{i.j}{\max }\left|\right|1-\frac{a_{\mathrm{ij}}}{a_j^o}\left|\right|---\left(13\right)$

将上面的公式(12)和(13)代入公式(11)可以得到经变换的属性值。

最后，能够利用上面给出的公式(6)得到网络的评价值。

通过上述三种算法可以计算出对各个网络的评价值。移动终端可以根据用户的配置，在异构无线网络中确定目标网络。

图4是表示根据本发明实施例在异构无线网络中选择网络的过程中确定目标网络的方法的流程图。在图4中，由标识I表示的大方框中包括的步骤涉及用于实现用户在异构无线网络内的均衡分布的过程而由标识II表示的大方框中包括的步骤涉及用于抑制网络内存在的“乒乓效应”。

下面描述在异构无线网络中确定目标网络的过程。首先，在步骤S401，可以根据上面参考图3描述的过程获得全部网络的评价值。在步骤S402，为了选择目标网络，将获得的各个网络的评价值与预定的阈值进行比较，从网络候选列表内删除所有评价值低于预定阈值的网络。接下来，在步骤S403，计算网络候选列表内剩余网络的评价值的总和，以便确定每个网络的选择概率区间。此后，在步骤S404中，根据计算的剩余网络的评价值的总和，确定这些剩余网络中的每个网络的选择概率区间。在本发明中，网络i的概率选择区间可以如下面的公式(14)所示。

$A_i=\left\{\begin{array}{c}[0,\frac{R_i}{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{R}_k}),i=1\\ [\frac{\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j}{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{R}_k},\frac{\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j}{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{R}_k}),i>1\end{array}\right.---\left(14\right)$

其中A_i表示网络i的概率选择区间。

然后，在步骤S405中，产生一个在[0，1]之间均匀分布的随机数V，用于选择目标网络。在步骤S406，确定随机数V所在的网络选择概率区间。在步骤S407，判断终端是否选择了新网络。如果产生的随机数V∈A_i，则选择网络i作为目标网络。如果终端随机确定的网络就是其目前接入的网络，则终端不需要再改变网络接入点。反之，如果终端随机确定的网络是一个新的网络，则终端继续执行方框II中的步骤。

接下来，当在步骤S407判断未选择新网络时，流程则进行到步骤S410，终端确定不接入新网络。另一方面，当在步骤S407判断选择了新网络时，流程进行到步骤S408，判断是否满足接入新网络的条件(有关条件稍后描述)。如果在步骤S408判断移动终端不满足接入新网络的条件，流程则进行到步骤S410，该移动终端不接入新网络。反之，如果在步骤S408判断满足接入新网络的条件，移动终端则在步骤S409接入新网络。

图5a至5c示出了判断是否满足接入新网络的不同方法。应该指出，这些不同的方法只能单独使用，而不能混合使用。下面参考图5a至5c描述判断是否满足接入新网络的方法的不同过程。

图5a是利用旧网络的业务满意度以及新和旧网络的评价值来判断是否满足接入新网络的条件的流程图。如图5a所示，在步骤S501a，判断当前所在网络(旧网络)的业务满意度是否小于某个预定的阈值。如果步骤S501a中的判断结果为否定，流程则转到步骤S504a，移动终端不接入新网络。如果步骤S501a中的判断结果为肯定，流程则进行到步骤S502a，判断新网络的评价值是否大于当前所在网络的评价值，如果步骤S502a中的判断结果为否定，流程则转到步骤S504a，移动终端不接入新网络。如果步骤S502a中的判断结果为肯定，流程则进行到步骤S503a，移动终端接入新网络。

图5b是利用新和旧网络的评价值的比值来判断是否满足接入新网络的条件的流程图。如图5b所示，在步骤S501b，获得利用上述方法计算的新网络和旧网络的评价值，判断新网络(旧网络)的评价值与旧网络的评价值之比是否小于某个预定的阈值。如果步骤S501b中的判断结果为否定，流程则转到步骤S503b，移动终端不接入新网络。如果步骤S501b中的判断结果为肯定，流程则进行到步骤S502b，移动终端接入新网络。

图5c是利用旧网络的业务满意度，以及新和旧网络的评价值之比来判断是否满足接入新网络的条件的流程图。如图5c所示，在步骤S501c，判断当前所在网络(旧网络)的业务满意度是否小于某个预定的阈值。如果步骤S501c中的判断结果为否定，流程则转到步骤S504c，移动终端不接入新网络。如果步骤S501c中的判断结果为肯定，流程则进行到步骤S502c，判断新网络的评价值与旧网络的评价值之比是否大于预定的阈值，如果步骤S502c中的判断结果为否定，流程则转到步骤S504c，移动终端不接入新网络。如果步骤S502c中的判断结果为肯定，流程则进行到步骤S503c，移动终端接入新网络。

在图5b和5c所示的方法中，可以由对当前网络及新网络的业务满意度来确定用于与当前网络及新网络的评价值进行比较的阈值，也可以由其它的网络侧或设备侧的属性来决定该阈值。

可以由图2中所示的网络选择确定单元25执行上面参考图5a至5c所描述的操作。

图6a和6b示出了本发明的方法在异构无线网络中选择网络的实现方式的示意图。

在图6a所示的实现方式中，覆盖移动终端的各个候选网络A、B、C通过广播信道向移动终端广播其当前的网络侧属性值。移动终端根据接收到的网络侧属性值，按照本发明的方法计算网络评价值，并确定目标网络。

在图6b所示的实现方式中，由移动终端当前接入的网络作为该移动终端的代理，通过有线网络向候选网络获取候选网络当前的网络侧属性值。获得所有候选网络的属性值之后，当前接入的网络根据移动终端提供的权重向量及针对特定业务的效用函数，计算候选网络的评价值的一部分。然后再将计算结果发送给移动终端。移动终端将自身计算的网络评价值的其它部分和当前接入的网络计算的网络评价值的部分相加，以得出最终的网络评价值，最后按照本发明的方法确定最终的目标网络。

下面结合图6a和6b描述移动终端选择网络的实例。

在图6a所示的方式中，可以假设某用户的移动终端M同时被网络A及网络B覆盖，而且移动终端M目前还没有接入任何网络。当移动终端需要选择一个网络传输一段视频数据时，首先，移动终端M需要读取用户事先设定的一组属性权重。这些属性权重表明了用户对不同属性的重视程度。可以假设用户关心的属性值是网络提供的业务满意度(Utility)、网络的价格(Price)、及无线接口的功耗(Power)。然后，移动终端M需要读取用户事先为视频业务设定的效用函数(U)。效用函数用来表示用户的业务满意度(Utility)。假设效用函数由网络的可用带宽(Bandwidth)决定。

移动终端M读取完用户的配置后，开始监听网络A及网络B广播的诸如带宽和价格之类的网络侧属性值，并且开始收集自身的诸如功耗之类的终端侧属性值。完成属性值获取后，移动终端M构造出属性矩阵。然后，移动终端M根据用户设定的效用函数(U)计算网络A及网络B能够提供的业务满意度(Utility)，并用该参数替换属性矩阵内的可用带宽(Bandwidth)。接下来，移动终端M通过前面描述的计算方法获得网络A的评价值(R_A)及网络B的评价值(R_B)。得到相应网络的评价值之后，移动终端M开始根据得到的网络评价值来确定目标网络。

在确定目标网络时，移动终端M按照图4中的方框I给出的步骤来确定目标网络。假设移动终端M最后确定的目标网络为网络B。接下来，移动终端M根据图4中的方框II给出的步骤来确定是否需要改变网络接入点。在本实例中，由于移动终端M在选择网络之前没有接入任何网络，所以终端最后选择网络B来传输视频。

在上面的实例中，描述了移动终端在没有接入网络的情况下选择要接入的网络。另外，在上面的实例中，网络的属性值中没有考虑接入网络时的接入延时。下面描述已经接入网络的移动终端改变网络接入点，并且考虑接入延时的实例。

可以假设用户的移动终端M同时被网络A、网络B及网络C同时覆盖，而且移动终端M目前正通过网络C传输视频。当移动终端M要改变接入网络时，移动终端M首先需要读取用户事先设定的一组属性权重，所设定的属性权重表明了用户对不同属性的重视程度。可以假设用户关心的属性值是网络提供的业务满意度(Utility)、网络的价格(Price)及无线接口的功耗(Power)。此外，网络A、网络B及网络C内的接入时延(AccessDelay)也需要被分配一个权重。虽然用户本身并不关心这个属性，但是当移动终端M正在通过网络C传输视频时，必须保证移动终端M不会因为频繁地改变网络接入点而导致传输中断。因此需要将接入时延的属性引入到网络的选择过程。移动终端M还需要读取用户事先为视频业务设定的效用函数(U)。效用函数表示用户的业务满意度(Utility)，可以假设效用函数由网络的可用带宽(Bandwidth)决定。

移动终端M读取完用户的配置后，开始监听各个候选网络广播的诸如带宽和价格之类的网络侧属性值，并且开始收集自身的终端侧属性值。完成属性值获取后，移动终端M构造出属性矩阵。然后，根据用户设定的效用函数(U)计算网络A、网络B及网络C能够提供的业务满意度(Utility)，并用该参数替换属性矩阵内的可用带宽。接下来，移动终端M通过计算得到网络A的评价值(R_A)、网络B的评价值(R_B)及网络C的评价值(R_C)。得到相应的网络评价值之后，移动终端M根据得出的网络评价值确定目标网络。

在确定目标网络时，移动终端M按照图4中的方框I给出的步骤确定目标网络。可以假设最后确定的目标网络为网络B。接下来，移动终端M根据图4中的方框II给出的步骤确定是否需要改变网络接入点。由于终端M所在的网络为网络C，所以终端最后需要改变网络接入点，通过网络B来传输视频。

下面描述图6b所示的实现方法中的实例。可以假设某个用户的移动终端M需要传输一段视频，该用户的移动终端M被网络A，网络B及网络C同时覆盖，并且网络A是移动终端M目前接入的网络。为了获取网络B及网络C的相关属性值以进行目标网络的选择，移动终端M向网络A发出请求，要求网络A做为其代理，通过有线网络向网络B及网络C查询相应的属性值。此外，终端将与网络侧属性值相关的权重值也传递给网络A。网络A在收到网络B及网络C返回的属性值之后，利用移动终端M发送的权重值计算由网络侧属性值决定的部分网络的评价值。接下来，网络A将这部分计算得出的评价值发送到移动终端M。移动终端M利用网络A计算得出的部分网络的评价值，再加上自身计算得出的其余部分的网络属性值，得到各个网络的最终评价值，并用于网络选择。

根据本发明，在异构无线网络中的选择过程中，没有对网络侧属性及移动终端侧属性的种类及数量做出限制。因此，本发明能够适用于用户的各种需求及各类异构无线网络环境。与现有网络选择方法相比，具有更好的灵活性及扩展性。

另外，本发明能够有效地减少用户不必要的支出。根据效用理论，增加网络带宽并不总是能够带来用户对业务满意度的增加，而现有技术通常不考虑这种情况。因此有可能使用户选择那些高带宽的网络，而用户的业务满意度却没有显著增加。但是对蜂窝系统来说，高带宽的网络通常意味着更高的价格，这样用户就可能增加了支出，却没有带来业务满意度的明显增加。

另外，本发明的方法和装置使网络内的用户能够实现更加均衡的分布。这是由于本发明的方法和装置使移动终端在目标网络选择阶段采用了随机化选取的方法，所以避免了出现所有的移动终端同时选取相同的网络的情况。而在现有技术的方法中，所有的终端都选取评价值最高的网络，这样就出现了用户在各个网络里分布不均衡问题，从而可能导致网络的拥塞，进而引起网络性能恶化。

本发明的方法和装置能够有效地抑制网络内可能存在的“乒乓效应”。根据本发明，在属性矩阵内引入了网络的接入时延，与其它的候选网络相比，移动终端当前接入的网络的评价值能够得到一定程度的提升。这是因为对当前接入的网络来说，其接入时延为0，而其它候选网络的接入时延都大于0。因此，在计算评价值时，当前接入的网络的评价值得到了提升，从而增大了终端继续留在原有网络的可能性。

此外，本发明在网络选择的最后阶段引入了用于选择网络的阈值，也就是说，即使移动终端检测了一个更好的网络，那么新网络的评价值也必须高于原有网络评价值一定的阈值，才能使得终端接入新网络，或者原有网络提供的业务满意度低于一定的阈值，终端才能接入新的网络。上述方法都在一定程度上防止了移动终端由于网络之间微小的差异而产生的频繁切换的可能性。

至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (22)

1.一种在异构无线网络中选择网络的方法，包括步骤：

向网络和移动终端的至少一个属性值的分配权重；

将被分配了权重的属性权重向量、相应网络的效用函数、以及移动终端收集到的网络属性值及自身的属性值输入到属性矩阵；

利用所述属性矩阵计算各个候选网络的评价值；

基于所获得的各个候选网络的评价值来确定最终的目标网络。

2.根据权利要求1所述的方法，其中处理属性矩阵的步骤包括用效用函数取代属性矩阵中与效用函数相关的属性值的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络属性值包括网络的接入时延。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述效用函数表示移动终端的用户在不同网络状态下对网络中的相应业务的满意程度。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将获得的各个网络的评价值与预定的阈值进行比较，从网络候选列表内删除评价值低于预定阈值的网络的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括计算网络候选列表内剩余网络的评价值的总和，以便确定每个剩余网络的选择概率区间的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括产生范围在0至1之间的、用于选择目标网络的、均匀分布的随机数V的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括确定随机数V所在的网络概率选择区间A，如果产生的随机数V∈A_i，则选择网络i作为目标网络的步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在移动终端选择的网络是新网络的情况下，则判断是否满足接入新网络的条件的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其中当移动终端对当前所在网络的业务满意度小于预定的阈值，且新网络的评价值大于当前所在网络的评价值时，移动终端接入新网络。

11.根据权利要求9所述的方法，其中当新网络的评价值与移动终端当前所在网络的评价值之比大于预定的阈值时，移动终端接入新网络。

12.根据权利要求9所述的方法，其中当移动终端对当前所在网络的业务满意度小于预定的阈值，且新网络的评价值与当前所在网络的评价值之比大于预定的阈值时，移动终端接入新网络。

13.根据权利要求1所述的方法，其中覆盖移动终端的各个候选网络向所述移动终端广播其当前的网络侧属性值。

14.根据权利要求1所述的方法，其中由移动终端当前接入的网络作为所述移动终端的代理，向候选网络获取所述候选网络的网络侧属性值，获得所述候选网络的网络属性值之后，当前接入的网络根据移动终端提供的权重向量及针对特定业务的效用函数，计算候选网络的评价值的一部分，并将计算结果发送给移动终端。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括移动终端将自身计算的网络评价值的其它部分和当前接入的网络计算的所述选网络的评价值的一部分相加，以得到最终的网络评价值，并确定最终的目标网络。

16.一种在异构无线网络中选择网络的方法，包括步骤：

接收移动终端的用户异构无线网络和移动终端的至少一个属性值分配的权重，以及移动终端的用户的业务需求信息；

获取网络状态信息和终端设备的状态信息，以得到异构无线网络及移动终端自身的属性值；

将分配的属性权重向量、以及异构无线网络及移动终端自身的属性值输入属性矩阵，利用属性矩阵计算各个候选网络的评价值；和

基于所获得的各个候选网络评价值来确定最终的目标网络。

17.根据权利要求16所述的方法，其中当移动终端对当前所在网络的业务满意度小于预定的阈值，且新网络的评价值大于当前所在网络的评价值时，移动终端接入新网络。

18.根据权利要求16所述的方法，其中当新网络的评价值与移动终端当前所在网络的评价值之比大于预定的阈值时，移动终端接入新网络。

19.根据权利要求16所述的方法，其中当移动终端对当前所在网络的业务满意度小于预定的阈值，且新网络的评价值与当前所在网络的评价值之比大于预定的阈值时，移动终端接入新网络。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述网络属性值包括网络的接入时延。

21.一种在异构无线网络中选择网络的装置，包括：

网络状态检测单元，用于获取相应的无线网络的状态信息；

用户需求配置单元，用于对各个网络和移动终端自身的属性值分配权重和获取用户的需求信息；

终端设备检测单元，用于获取与移动终端的操作有关的信息；

网络选择确定单元，用于根据无线网络和移动终端自身的状态信息，以及被分配了权重的属性权重向量，利用属性矩阵计算各个候选网络的评价值，并根据各个候选网络的评价值进行网络选择。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述网络选择确定单元根据选择的结果激活相应的无线接口，以接入相应的无线网络。

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