CN102595559A - 一种异构网络中的接入方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异构网络中的接入方法和设备，该方法包括：接收用户对不同无线接入网络的需求；收集各无线接入网络信息；根据用户对不同无线接入网络的需求和各无线接入网络信息选择无线网络；根据选择无线网络的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络。通过本发明提高了网络接入的质量和效率。

Description

一种异构网络中的接入方法和设备

技术领域

本发明涉及一种网络接入方法和设备，特别涉及一种异构网络中的接入方法和设备。

背景技术

未来移动通信的目标是任何人、任何时间、任何地点、以任何方式进行随意的信息沟通，而任何单一的无线接入技术都不可能满足所有用户的需求。因此未来的移动通信网络的主要特征之一就是各种异构无线网络共存，它们相互补充、无缝集成到统一的网络环境中，为用户提供无所不在的最优业务体验。但伴随而来的，在这种复杂的多无线接入方式的混合网络中如何整合各种接入方式形成统一的解决方案，并且最优化地利用各个无线资源成为了异构网络中具有挑战性的问题。尤其是对于异构的多模终端而言，它虽然具有多个无线接口，但具体到实际无线环境中该如何智能地选择网络，从而使得移动用户最优的用户体验是一个很复杂的问题。例如实际工程中有着广泛应用的两种无线技术所组成的异构混合网络，即第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)网络和无线局域网(Wireless Local Area Network，简称为WLAN)网络组成的异构网络，网络设计者设计网络时的初衷往往是由3GPP网络提供低速率、广域的覆盖，由WLAN网络为用户提供高速率、热点覆盖。这需要一种可以满足业务应用、自适应的接入方法来实现。而现有技术是根据终端所测量的各无线网络的信号质量来简单地对接入网络进行选择。也就是说，当异构终端处在某个具体的网络环境中，它不停地对其所能侦听到的各个无线接入网络信号进行测量，并评估测量信号的强度或质量，当某个时刻，来自某个无线网络的信号值达到预先设定的门限，或者是优于异构终端现在所处的无线网络信号值一定程度，那么异构终端就会接入到这个新无线网络中去。采用现有的方法并不能实现前面所说的设计3GPP和WLAN异构网络的覆盖初衷，并且忽视了用户对不同网络喜好的需求和承载业务本身的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种异构网络中的接入方法和设备，该方法和设备可以满足用户需求及业务应用，实现自适应接入。

根据本发明的一个方面，提供了一种异构网络中的接入方法，包括：接收用户对不同无线接入网络的需求；收集各无线接入网络信息；根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络；根据所述选择无线网络的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络。

进一步地，所述用户对不同无线接入网络的需求包括用户对不同无线接入网络的喜好和用户所需承载业务本身的需求。

进一步地，所述用户通过图形用户接口来设定所述用户对不同无线接入网络的喜好，所述用户对不同无线接入网络的需求用3-7级标度法其中之一表示。

进一步地，所述收集各无线接入网络信息包括：收集物理层、链路层的所述各无线接入网络信息，所述各无线接入网络信息包括信号强度、频率带宽、网络时延、无线制式类型、网络运营商信息及其组合。

进一步地，所述根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络步骤包括以下步骤：建立所述各无线接入网络信息的判决矩阵；使用用户需求权值修正所述各无线接入网络信息的判决矩阵结果，计算信息熵值；将所述各无线接入无线网络的信息熵值进行排序，选择信息熵值最大的无线网络。

进一步地，所述用户需求权值是针对所述用户所需承载业务对用户喜好级别进行两两比较得来的。

进一步地，所述根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络步骤采用层次的分析方法。

进一步地，所述根据所述选择网络步骤的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络步骤包括以下步骤：打开所述无线网络的接口；向所述无线网络注册，登记所述用户终端的注册信息；修改终端内部列表中的网络信息。

进一步地，所述根据所述选择网络步骤的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络步骤还包括与原网络断开的步骤，其中，所述与原网络断开的步骤中，向原网络发送去注册消息，在终端内部列表中删除该网络。

根据本发明的另一个方面，提供了一种异构网络中的接入设备，包括需求接收模块、接入适配模块、移动管理模块，其中：所述需求接收模块：用于接收用户对不同无线接入网络的需求，并将该需求发送给所述移动管理模块；所述接入适配模块：用于收集各无线接入网络信息并将所述各无线接入网络信息发送给所述移动管理模块；接收所述移动管理模块发送的无线网络的选择结果，并根据所述选择结果执行接入所选择的无线网络；所述移动管理模块：用于根据从所述需求接收模块中接收到的需求信息和从所述接入适配模块接收的各无线网络信息，选择所述无线网络，并将所述选择结果发送给所述接入适配模块。

进一步地，所述需求接收模块包括图形用户接口。

本发明的异构网络中的接入方法和设备的技术方案根据用户的喜好、承载业务需求、无线网络信息自主地完成网络的感知和最优的接入网络选择，解决了相关技术忽视了用户对不同网络喜好的需求和承载业务本身的需求的问题，提高了网络接入的质量和效率。

附图说明

图1是根据本发明实施例的异构网络中的接入方法流程图；

图2是根据本发明实施例的异构网络中的接入方法选择网络步骤流程图；

图3是根据本发明实施例的异构网络中的接入设备结构图。

具体实施方式

参考图1，一种异构网络中的接入方法，包括以下步骤：

步骤S101：接收用户对不同无线接入网络的需求，包括用户对不同无线接入网络的喜好和用户所需承载业务本身的需求。用户通过图形用户接口来设定用户对不同无线接入网络的喜好。可采用3-7级标度法来表示用户对不同无线接入网络的喜好级别。如5级标度法可标为相等、较强、强、很强和绝对强。用户的喜好级别可进行维护和更新，既可采周期触发的方式，也可在用户喜好信息有更新时触发。用户所需承载业务本身的需求在工程中通常可以用业务的服务质量(Quality of Service，简称为QoS)要求所表示，具体包括承载该项业务所需要的物理带宽、无线信号质量、业务时延要求等。

步骤S102：收集各无线接入网络信息。优选地，收集物理层、链路层的有关切换的无线接入网络信息，包括信号强度、频率带宽、网络时延、制式类型、网络运营商信息等信息，或者是它们的组合。

步骤S103：根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络。优选地，根据用户对不同无线接入网络的需求和各无线接入网络信息选择最优无线网络；具体地，如图2所示，针对用户所需不同的承载业务将用户对不同无线接入网络的喜好级别进行两两比较，得到需求权值；建立各网络信息的判决矩阵，用需求权值修正各网络信息的判决矩阵结果，计算信息熵值。

例如用户对网络使用的喜好可以用5种判断度量：绝对强、很强、强、较强、相等。具体地，针对用户所需的不同承载业务，将用户对不同无线接入网络的喜好级别的两两比较可通过下表1来表征：

表1

用户偏好两两比较	取值
		网络i与网络j相比相等	Dij＝Dji＝4
网络i与网络j相比较强	Dij＝4+1，Dji＝4-1
		网络i与网络j相比强	Dij＝4+2，Dji＝4-2
网络i与网络j相比很强	Dij＝4+3，Dji＝4-3
		网络i与网络j相比绝对强	Dij＝4+4，Dji＝4-4

针对用户所需的不同承载业务，都可以有对应的网络喜好度对比；遍历不同组合，可以得到各业务放置方案的用户需求权值Q：

$Q_i=\underset{m=1}{\overset{\mathrm{all}}{\mathrm{\Σ}}}{D}_{\mathrm{im}}$

(m＝1..M，表示有M个业务，其中i表示第i种业务放置方案)

同时针对各项业务的Qos需求可以估计出其在某网络下使用该业务的话，用户所能得到的信息量。例如，用p_mn表示业务m承载在网络n上时所能获得的信息量，建立所有业务承载在不同网络的排列组合的判决矩阵

$P=\left[\begin{array}{ccccc}{p}_{11}& .& .& .& p_{1n}\\ & .& & & \\ & & .& & \\ & & & .& \\ p_{m1}& & & & p_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]$

然后利用前述用户偏好度对该判决矩阵中的元素进行加权，具体的加权方法可以是相乘、取对数相乘等；

p′_mn＝f(Q，p_mn)

由此得到修正后的判决矩阵：

$P=\left[\begin{array}{ccccc}{p}_{11}^{\′}& .& .& .& p_{1n}^{\′}\\ & .& & & \\ & & .& & \\ & & & .& \\ p_{m1}^{\′}& & & & p_{\mathrm{mn}}^{\′}\end{array}\right]$

接下来，从该判决矩阵中抽取行号和列号均不相同的m个元素，构成一个m个元素的组合，该组合即代表一个承载方案。该方案的综合信息熵值S是其中每项信息熵值的和。

在所有方案中，综合信息墒值最大的方案即是我们要求的最优承载方案。最终可得到各无线网络的综合信息熵，对其进行排序，选择最优无线网络。

较优地，可采用层次分析法来简化上述求最优承载方案过程。

所述层次分析的方法是一种将复杂的问题分解成若干相对简单的子问题进行处理，然后再归总求得原问题最优化解的方法，其在最优化问题求解中常有应用。具体到此处对于异构网络的接入最优化选择而言，就是将众多的客观因子逐步地分到若干层次，每分出一个层次相当于减少一个变量，使得问题的复杂度降低一级，最底层的判决即是备选解决方案。将哪个客观因子分到哪个层次是按照主观因素所确定的重要程度进行。通过层次分析法将原先复杂矩阵的求解最优解的问题逐层地简化为低维度矩阵求最优解得问题，然后，再逐层迭代地求得原复杂问题的解。

这样的选择选择的结果可以折中用户喜好、业务需求和网络条件，动态地选择目标，使终端具备智能地选择接入网络的功能。

步骤S104：根据所述选择无线网络的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络。优选地，根据选择网络步骤的选择结果执行向最优网络的连接动作和与原网络的断开动作。具体地，打开最优无线网络接口，向最优网络注册，接入最优无线网络，与网络小区同步，读取该小区的系统广播消息；执行与原网络的断开动作，可以通过向原小区发送“去注册”消息，或者只需简单地在终端内部列表中删除该网络即可；并修改终端内部列表中的网络信息。

参考图3，一种异构网络中的接入设备，包括需求接收模块1、移动管理模块2、接入适配模块3。

需求接收模块1，如采用用户界面接口，接收用户对不同无线接入网络的需求，需求包括用户对不同无线接入网络的喜好和承载业务本身的需求。用户可通过图形用户接口11来对不同无线接入网络设置喜好级别，具体可采用3-7级标度法其中之一来表示。

优选地，可以利用5级标度法标度用户偏好的信息，例如，采用以下5个级别判断度量：相等、较强、强、很强和绝对强，用以描述用户对两种方案偏好信息的差异性。用户的喜好级别可进行维护和更新，既可采周期触发的方式，也可在用户喜好信息有更新时触发。需求接收模块1将需求信息发送给移动管理模块2。

接入适配模块3，如采用测量模块，收集各无线接入网络信息，从而向终端提供了可供选择为无线接入网络的信息列表，这个列表里包括了终端所支持的各种无线接入制式的相邻网络，并对每个相邻网络提供信号强度、频率带宽、时延、制式类型、网络运营商信息等信息。接入适配模块3将收集的各网络信息发送给移动管理模块2；

移动管理模块2，如采用处理器和运算器，根据从需求接收模块1中接收到的用户对不同无线接入网络的需求信息和从接入适配模块3接收的各无线网络信息，从而触发接入选择判决过程，计算各无线网络的信息熵值，将各无线网络的信息熵值进行排序，选择最优无线网络，并将结果发送给接入适配模块3。

接入适配模块3接收移动管理模块2发送的最优网络的选择结果并根据选择结果执行接入最优无线网络，具体包括向最优网络的连接动作和与原网络的断开动作。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (11)

1.一种异构网络中的接入方法，其特征在于，包括：

接收用户对不同无线接入网络的需求；

收集各无线接入网络信息；

根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络；

根据所述选择无线网络的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络。

2.根据权利要求1所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述用户对不同无线接入网络的需求包括用户对不同无线接入网络的喜好和用户所需承载业务本身的需求。

3.根据权利要求2所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述用户通过图形用户接口来设定所述用户对不同无线接入网络的喜好，所述用户对不同无线接入网络的需求用3-7级标度法其中之一表示。

4.根据权利要求1所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述收集各无线接入网络信息包括：

收集物理层、链路层的所述各无线接入网络信息，所述各无线接入网络信息包括信号强度、频率带宽、网络时延、无线制式类型、网络运营商信息及其组合。

5.根据权利要求1所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络步骤包括以下步骤：

建立所述各无线接入网络信息的判决矩阵；

使用用户需求权值修正所述各无线接入网络信息的判决矩阵结果，计算信息熵值；

将所述各无线接入无线网络的信息熵值进行排序，选择信息熵值最大的无线网络。

6.根据权利要求5所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述用户需求权值是针对所述用户所需承载业务对用户喜好级别进行两两比较得来的。

7.根据权利要求1或5所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述根据所述用户对不同无线接入网络的需求和所述各无线接入网络信息选择无线网络步骤采用层次的分析方法。

8.根据权利要求1所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述根据所述选择网络步骤的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络步骤包括以下步骤：

打开所述无线网络的接口；

向所述无线网络注册，登记所述用户终端的注册信息；

修改终端内部列表中的网络信息。

9.根据权利要求1所述的异构网络中的接入方法，其特征在于，所述根据所述选择网络步骤的选择结果将用户业务接入所选择的无线网络步骤还包括与原网络断开的步骤，其中，所述与原网络断开的步骤中，向原网络发送去注册消息，在终端内部列表中删除该网络。

10.一种异构网络中的接入设备，其特征在于，包括需求接收模块、接入适配模块、移动管理模块，其中：

所述需求接收模块：用于接收用户对不同无线接入网络的需求，并将该需求发送给所述移动管理模块；

所述接入适配模块：用于收集各无线接入网络信息并将所述各无线接入网络信息发送给所述移动管理模块；接收所述移动管理模块发送的无线网络的选择结果，并根据所述选择结果执行接入所选择的无线网络；

所述移动管理模块：用于根据从所述需求接收模块中接收到的需求信息和从所述接入适配模块接收的各无线网络信息，选择所述无线网络，并将所述选择结果发送给所述接入适配模块。

11.根据权利要求10所述的异构网络中的接入设备，其特征在于，所述需求接收模块包括图形用户接口。

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