CN102802204A - 基于用户体验QoE的网络选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用序数效用评价用户体验QoE的网络选择方法，主要解决以往网络选择方法中忽略用户体验QoE以及网络资源利用率低的问题。其实现步骤为：收集各网络状态信息，形成网络原始信息列表；计算网络对业务的接纳指数，形成网络接纳信息列表；用户设备接收网络广播的网络接纳信息列表，并进行信号强度的筛选；计算业务的隶属度，形成网络隶属度信息列表；计算关键质量指标对业务的影响因子，形成网络关键质量指标信息列表；记录用户偏好信息；计算网络对业务的效用指数，形成网络效用信息列表；利用序数效用方法得到候选接入网络信息列表。本发明能提升用户体验QoE、均衡网络负载和提高网络资源的利用率，可用于异构无线网络场景中网络选择。

Description

基于用户体验QoE的网络选择方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及到网络的选择方法，可用于异构无线网络中。

背景技术

在复杂的异构无线网络环境中，合理的网络选择方法可以让网络整体资源得到充分地利用的同时，还可以提升用户的服务体验。因此，异构无线网络中网络选择算法的研究也成为当前研究的热点之一。与传统的单一、同构网络接纳控制相比，异构网络融合场景下，网络接纳控制的模式不再局限于集中式的管理，还可以采用分布式的管理。一般来讲，异构无线网络中网络接纳控制主要是对接入权限的管理，而各异构网络内部的无线传输资源的管理依然交给传统的无线资源管理模块RRM进行管理。

目前异构网络中接纳控制的解决方法主要有：

（1）基于业务类型的网络选择方法，这种选择策略基于业务和网络间的直接映射，该方法通过对网络业务的硬性分类，将语音业务和数据业务分配到不同网络，此方法虽然实施过程简单，但是没有考虑用户体验QoE和异构网络间负载均衡，因此各个异构网络极有可能出现一些网络十分拥塞而另外一些网络十分空闲的情况，导致用户体验QoE差和网络资源的浪费；

（2）基于负载均衡的网络选择方法，负载均衡是资源分配另一种可行的指导原则，基于负载均衡的网络选择策略将尽可能地把负载平均分配到各个网络中，该方法使用负载参数度量负载情况并以此作为负载均衡的决策依据，即每次网络选择时都会选择负载最低的网络，该方法在一定程度上能够均衡各个异构网络间的负载，使网络资源得到较高的利用，但是此方法没有针对具体的业务进行考虑，因此很可能出现某些网络承载不适合本网络特性的业务，导致用户体验QoE不高和网络资源使用效率低；

（3）基于无线网络特性的网络选择方法，这种选择策略依据的是不同业务在不同网络中消耗的资源量不同，该方法通过对具体业务的服务需求和网络特性进行匹配，能够在一定程度上实现网络资源合理的利用，但是该方法没有考虑到实际网络运营中不同业务的服务费用问题，因此很可能出现业务服务质量QoS高，但用户体验QoE低的状况，因为不是所有的用户都愿意花费高额的费用来保障其业务服务质量QoS；

（4）基于模糊神经理论的联合会话接纳控制方法，这种方法，系统设计复杂，而且模糊推理规则的定义以及模糊化/去模糊化函数的参数选择在很大程度上依靠人的主观意愿，当系统考虑的网络因素、用户因素和业务因素比较多时，系统实现和执行效率就很难保障，复杂的网络选择过程只能在网络侧执行，因此会增加网络运营商的投入和运维费用，因此将网络选择执行过程放置在用户终端是比较合理的方向。

在研究网络接入方法的过程中，用户体验QoE受到越来越多的关注，用户对网络服务质量的评价是用户对网络服务的直观感受。一般来讲，网络提供的服务质量越好，用户体验QoE也就越高。在实际应用中，用户体验QoE的高低不仅与网络服务质量的高低有关，也与用户所能接受的服务价格等因素有关

从用户选择一个网络的过程来看，与日常生活中消费者选择购买哪一个商品是相类似的，根据经济学家Hicks和Allen提出的观点，消费者在市场上购买商品时所做的并不是权衡商品的效用大小而是在不同的商品之间进行排序——这就是序数效用论，用户选择网络的过程同样可以利用序数效用论进行分析。序数效用论的基本观点是：效用作为一种心理现象无法计量，只能表示用户满足程度的高低与顺序，因此，效用只能用第一第二、第三、......序数来表示。

如前所述，在异构网络融合的场景中，用户选择一个网络对其服务也是一种消费者选择商品的行为，因此，网络选择方法不再仅仅是考虑网络能否容纳更多用户或者最大化保障业务服务质量QoS，而是要尽可能提高用户体验QoE，这对于现在商业化的网络运营来讲是十分重要的。

上述目前的网络选择方法，至少存在以下问题：

基于业务类型的网络选择方法没有考虑用户体验QoE以及负载均衡的问题，导致用户体验QoE低以及网络资源利用率低；基于负载均衡的网络选择方法，没有考虑用户体验QoE以及具体业务与不同网络间的对应关系，导致用户体验QoE低以及网络资源使用效率低；基于无线网络特性的网络选择方法，没有考虑用户体验QoE以及负载均衡的问题，导致用户体验QoE低以及网络资源利用率低；基于模糊神经理论的联合会话接纳控制方法，系统设计复杂，受人的主观影响大，系统设计过程中考虑因素越多，尽管可以保障用户体验QoE以及网络资源利用率，但是系统的设计和执行效率就很难保障。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术中存在的问题，提出一种基于用户体验QoE的网络选择方法，以在均衡各个异构网络内业务负载的同时提升用户体验QoE，实现对网络资源的充分利用。

为了实现上述目的，本发明基于用户体验QoE的网络选择方法，给出如下两种技术方案：

技术方案1，基于接纳指数与负载量之间非线性关系的网络选择方法，包括如下步骤：

（1）收集各网络状态信息，将不同网络的状态信息组合在一起，形成网络原始信息列表L₁；

（2）根据L₁中各网络对业务n的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，n为业务的编号，计算出L₁中各网络对业务n的接纳指数AI_n：

式中，表示接纳指数AI_n随着预测负载量p_n的增加而产生非线性下降，

表示接纳指数AI_n随着当前负载量c_n的增加而产生非线性下降；

（3）删除网络原始信息列表L₁中各网络的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，再将接纳指数AI_n加入到L₁，形成网络接纳信息列表L₂；

（4）将网络接纳信息列表L₂通过周期性广播的方式通知用户；

（5）用户设备UE接收网络广播的网络接纳信息列表L₂，对L₂中各网络进行接收信号强度指示RSSI筛选，将不满足RSSI≥R_T的网络从L₂中删除，R_T为L₂中各网络最低接收信号强度，ρ是信号强度系数，取值为1；

（6）根据隶属度函数的性质，构建业务n的隶属度函数

当网络动态属性属于第一类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{x-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第一类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而增高的属性；当网络动态属性属于第二类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-x}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第二类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而降低的属性；

（7）将网络接纳信息列表L₂中网络动态属性的数值

代入对应的隶属度函数

中，得到隶属度

i是网络动态属性的编号，n为业务的编号，再将

加入到网络接纳信息列表L₂，形成网络隶属度信息列表L₃；

（8）给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI，利用网络动态属性与关键质量指标之间的映射关系系数矩阵R_k×m和网络隶属度信息列表L₃中隶属度计算出关键质量指标KQI_j对业务n的影响因子

$F{I}_j^n=\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{m}_i^n\·r_{\mathrm{ij}}i=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,k;j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m,$

式中，j为关键质量指标KQI的编号，r_ij为映射关系系数矩阵R_k×m中的元素；

（9）删除网络隶属度信息列表L₃中隶属度再将影响因子

加入到L₃，形成网络关键质量指标信息列表L₄；

（10）用户设备UE记录用户输入的业务n、费用偏好系数α和关键质量指标KQI_j的偏好系数

计算出关键质量指标KQI_j的相对权重

$w_j^n=\frac{u_j^n}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{u}_j^n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

（11）根据网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子和接纳指数AI_n以及步骤（10）得到的相对权重

计算出L₄中各网络对业务n的效用指数η_n：

${\mathrm{\η}}_n=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_j^n\·F{I}_j^n\·A{I}_{n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

（12）删除网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n，再将效用指数η_n加入到L₄，形成网络效用信息列表L₅；

（13）根据序数效用方法，对网络效用信息列表L₅进行如下效用排序，得到候选接入网络信息列表L₆：

（13a）判断用户输入的费用偏好系数α是否小于费用判决门限α_T，α_T取0.5，若是，则执行步骤（13c），若不是则执行步骤（13b）；

（13b）对网络效用信息列表L₅中各网络的资费信息PI进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中资费信息PI最低的网络，删除其余网络；

（13c）对网络效用信息列表L₅中各网络的效用指数η_n进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中效用指数η_n最高的网络，删除其余网络，得到候选接入网络信息列表L₆；

（14）用户设备UE将候选接入网络信息列表L₆中包含的网络显示给用户，用户从中选择一个网络。

技术方案2，基于接纳指数与负载量之间线性关系的网络选择方法。包括如下步骤：

1）收集各网络状态信息，将不同网络的状态信息组合在一起，形成网络原始信息列表L₁；

2）根据L₁中各网络对业务n的支持能力最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，n为业务的编号，计算出L₁中各网络对业务n的接纳指数AI_n：

式中，

表示接纳指数AI_n随着预测负载量p_n的增加而产生线性下降，

表示接纳指数AI_n随着当前负载量c_n的增加而产生线性下降；

3）删除网络原始信息列表L₁中各网络的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，再将接纳指数AI_n加入到L₁，形成网络接纳信息列表L₂；

4）将网络接纳信息列表L₂通过周期性广播的方式通知用户；

5）用户设备UE接收网络广播的网络接纳信息列表L₂，对L₂中各网络进行接收信号强度指示RSSI筛选，将不满足RSSI≥R_T的网络从L₂中删除，R_T为L₂中各网络最低接收信号强度，ρ是信号强度系数，取值为1；

6）根据隶属度函数的性质，构建业务n的隶属度函数

当网络动态属性属于第一类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{x-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第一类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而增高的属性；当网络动态属性属于第二类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-x}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第二类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而降低的属性；

7）将网络接纳信息列表L₂中网络动态属性的数值

代入对应的隶属度函数中，得到隶属度

i是网络动态属性的编号，n为业务的编号，再将

加入到网络接纳信息列表L₂，形成网络隶属度信息列表L₃；

8）给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI，利用网络动态属性与关键质量指标之间的映射关系系数矩阵R_k×m和网络隶属度信息列表L₃中隶属度

计算出关键质量指标KQI_j对业务n的影响因子

$F{I}_j^n=\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{m}_i^n\·r_{\mathrm{ij}}i=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,k;j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m,$

式中，j为关键质量指标KQI的编号，r_ij为映射关系系数矩阵R_k×m中的元素；

9）删除网络隶属度信息列表L₃中隶属度

再将影响因子

加入到L₃，形成网络关键质量指标信息列表L₄；

10）用户设备UE记录用户输入的业务n、费用偏好系数α和关键质量指标KQI_j的偏好系数

计算出关键质量指标KQI_j的相对权重

$w_j^n=\frac{u_j^n}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{u}_j^n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

11）根据网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n以及步骤10）得到的相对权重

计算出L₄中各网络对业务n的效用指数η_n：

${\mathrm{\η}}_n=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_j^n\·F{I}_j^n\·A{I}_{n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

12）删除网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n，再将效用指数η_n加入到L₄，形成网络效用信息列表L₅；

13）根据序数效用方法，对网络效用信息列表L₅进行如下效用排序，得到候选接入网络信息列表L₆：

13a）判断用户输入的费用偏好系数α是否小于费用判决门限α_T，α_T取0.5，若是，则执行步骤13c），若不是则执行步骤13b）；

13b）对网络效用信息列表L₅中各网络的资费信息PI进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中资费信息PI最低的网络，删除其余网络；

13c）对网络效用信息列表L₅中各网络的效用指数η_n进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中效用指数η_n最高的网络，删除其余网络，得到候选接入网络信息列表L₆；

14）用户设备UE将候选接入网络信息列表L₆中包含的网络显示给用户，用户从中选择一个网络。

本发明具有如下优点：

A）用户设备UE根据用户输入的偏好信息，得到影响用户体验QoE的关键质量指标KQI及KQI的权重，通过效用指数计算，得到网络的效用指数，经过序数效用排序，得到能够满足用户偏好要求的最佳网络，提升用户体验QoE；

B）通过对网络状态信的收集和接纳指数的计算，得到各个网络对不同业务的接纳指数，接纳指数的大小能够反映网络对业务的接纳能力，能够引导用户进行合理的网络选择，实现各网络内业务负载的均衡和网络资源的充分利用；

C）采用序数效用方法，对网络效用信息列表中各网络的效用指数进行排序，效用指数最高的网络即是能够满足用户偏好要求的最佳网络，本方法新颖独特，排序过程简单，易于实现。

综上所述，本发明能够根据用户发起业务的不同、用户偏好不同，得到满足用户偏好要求的最佳网络，在均衡各个网络内业务负载的同时提升用户体验QoE，实现对网络资源的充分利用。

附图说明

图1是本发明非线性接纳指数计算的流程框图；

图2是本发明线性接纳指数计算的流程框图；

图3是本发明适用的异构网络融合场景示意图。

具体实施方式

实施例1，基于接纳指数与负载量之间非线性关系的网络选择。

参照图1，本发明实施例1的网络选择方法包括如下步骤：

步骤1，收集各网络状态信息，将不同网络的状态信息组合在一起，形成网络原始信息列表L₁。

（1a）参照图3所示的异构网络融合场景，在网络A、网络B和网络C重叠覆盖的区域中存在一个用户，用户设备UE通过无线链路与接入点1、接入点2和接入点3进行通信，逻辑功能实体联合资源管理CRM通过逻辑链路与接入点1、接入点2和接入点3进行通信。网络A、网络B和网络C按照相同的信息记录格式记录本网络的网络状态信息，网络状态信息的记录格式如表1所示。

表1中，网络静态属性包括：网络类型RAT、接入点编号ID、最低接收信号强度R_T、资费信息PI等，省略号表示可根据实际要求增加某些网络静态属性；网络动态属性包括：时延、时延抖动、带宽、误码率等，省略号表示可根据实际要求增加某些网络动态属性；根据3GPP对业务划分的规定，业务被划分为四种类型：流类、背景类、会话类和交互类，分别用业务1、业务2、业务3和业务4表示；支持能力

表示网络对业务n的支持能力，

n＝1,2,3,4为业务的编号。若

表示网络不支持业务n，若

表示网络对业务1的支持能力大于业务2的支持能力，网络对业务支持能力的不同是网络特性的体现；最大支持量c_nmax表示网络对业务n最大支持量；当前负载量c_n表示网络中业务n当前的负载量；预测负载量p_n表示网络中业务n的预测负载量；

表1网络状态信息的记录格式

（1b）参照图3所示的异构网络融合场景，联合资源管理CRM收集网络A、网络B和网络C的网络状态信息，各网络通过接入点与联合资源管理CRM之间的逻辑链路，上报网络状态信息给联合资源管理CRM，联合资源管理CRM对收集到的网络状态信息进行组合，形成网络原始信息列表L₁，L₁的记录格式如表2所示。

表2中，各网络的状态信息与表1中记录的内容相同。

步骤2，计算网络原始信息列表L₁中各网络对业务n的接纳指数AI_n。

由于网络处于空闲状态时，网络对业务n的支持能力

是接纳指数AI_n的最大值，当网络中存在用户时，网络资源被占用，网络对业务n的支持能力就会下降，即接纳指数

假设接纳指数AI_n与负载量之间是存在非线性关系，给出接纳指数AI_n的计算公式为：

式中，

表示接纳指数AI_n随着预测负载量p_n的增加而产生非线性下降，表示接纳指数AI_n随着当前负载量c_n的增加而产生非线性下降，计算公式中支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n从网络原始信息列表L₁中得到。

表2网络原始信息列表的记录格式

从接纳指数AI_n的计算公式可以看出，接纳指数AI_n的大小受到网络对业务的支持能力和网络的负载量的影响，网络对业务的支持能力不同是网络特性的体现，网络负载量的变化是网络状态变化的体现，因此接纳指数AI_n能够正确的反映当前网络对业务的接纳能力，具有引导用户进行合理网络选择的作用。

步骤3，删除网络原始信息列表L₁中各网络的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，再将接纳指数AI_n加入到L₁，形成网络接纳信息列表L₂。

网络接纳信息列表L₂的记录格式如表3所示。

表3网络接纳信息列表的记录格式

步骤4，将网络接纳信息列表L₂通过周期性广播的方式通知用户。

参照图3所示的异构网络融合场景，联合资源管理CRM将步骤3得到网络接纳信息列表L₂，通过逻辑连接链路下发到各网络，各网络通过周期性广播的方式将网络接纳信息列表L₂通知给用户。

步骤5，用户设备UE接收网络广播的网络接纳信息列表L₂，对L₂中各网络进行接收信号强度指示RSSI筛选。

接收信号强度指示RSSI是用户设备接收到的网络信号强度，在无线通信环境中，接收信号强度是影响通信的重要因素，当接收信号强度低于一定的门限时，无法进行有效的通信。对网络接纳信息列表L₂中各网络进行接收信号强度指示RSSI筛选，将不满足RSSI≥R_T要求的网络从L₂中删除，R_T为L₂中各网络最低接收信号强度，ρ是信号强度系数，取值为1。

步骤6，根据隶属度函数的性质，构建业务n的隶属度函数

网络接纳信息列表L₂中记录的各网络的网络动态属性分为两类：第一类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而增高的属性，第二类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而降低的属性。根据两类网络动态属性的定义，在网络接纳信息列表L₂中记录的网络动态属性中，带宽属于第一类网络动态属性；时延、时延抖动和误码率属于第二类网络动态属性。

当网络动态属性为第一类网络动态属性时，构建业务n的隶属度函数

$M_i^n\left(x\right)=\frac{x-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n},$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值。

当网络动态属性为第二类网络动态属性时，构建业务n的隶属度函数

$M_i^n\left(x\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-x}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n},$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值。

步骤7，计算各网络动态属性的隶属度

再将隶属度

加入到网络接纳信息列表L₂，形成网络隶属度信息列表L₃。

（7a）将网络接纳信息列表L₂中网络动态属性的数值

代入步骤6得到的隶属度函数

中，得到隶属度

i是网络动态属性的编号，n为业务的编号；

（7b）将步骤（7a）中得到的隶属度

加入到网络接纳信息列表L₂中，形成网络隶属度信息列表L₃，网络隶属度信息列表L₃的记录格式如表4所示。

表4网络隶属度信息列表的记录格式

表4中，当业务n和网络动态属性i给定的情况下，得到的隶属度

在不同的网络之间具有可比性，例如，当网络A中隶属度

大于网络B中隶属度

时，说明从网络动态属性i的角度来看，网络A比网络B更适合业务n接入。

步骤8，给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI，计算出关键质量指标KQI对业务n的影响因子

（8a）从用户角度出发，给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI。用户体验QoE是用户自身感受的表现，由于网络动态属性不能直接影响用户自身感受，因此需要给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI，例如，一个拨打语音电话的用户对网络动态属性中误码率的大小没有直观感受，而是对语音电话的清晰度存在直观的感受，虽然语音电话的清晰度受到误码率的影响，但是用户本身对误码率的大小没有直观的感受。本发明给出的影响用户体验QoE的关键质量指标KQI有流畅度、清晰度和可靠性等，用KQI_j表示，j为关键质量指标KQI的编号；

（8b）由于关键质量指标KQI受到网络动态属性的影响，而且不同的网络动态属性对关键质量指标KQI影响程度不同，网络动态属性对关键质量指标影响程度可以用映射关系系数矩阵R_k×m表示：

其中，r_ij表示R_k×m中的元素，r_ij满足r_ij∈[0,1]，i=1,2,3,…,k表示网络动态属性的编号，j=1,2,3,…,m表示关键质量指标KQI的编号。利用网络动态属性与关键质量指标之间的映射关系系数矩阵R_k×m和网络隶属度信息列表L₃中隶属度

计算出关键质量指标KQI对业务n的影响因子

$F{I}_j^n=\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{m}_i^n\·r_{\mathrm{ij}}i=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,k;j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m.$

步骤9，删除网络隶属度信息列表L₃中隶属度再将影响因子加入到L₃，形成网络关键质量指标信息列表L₄。

网络关键质量指标信息列表L₄的记录格式如表5所示。

表5网络关键质量指标信息列表的记录格式

步骤10，记录用户输入的业务n、费用偏好系数α和关键质量指标KQI_j的偏好系数

计算出关键质量指标KQI_j的相对权重

（10a）用户输入本次业务的业务编号n、费用偏好系数α和关键质量指标KQI_j的偏好系数

j=1,2,3,…,m表示关键质量指标KQI的编号，

越接近1时，表示关键质量指标KQI_j对用户体验QoE的影响程度越高；

（10b）用户设备UE计算出关键质量指标KQI_j的相对权重

$w_j^n=\frac{u_j^n}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{u}_j^n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m.$

步骤11，计算网络关键质量指标信息列表L₄中各网络对业务n的效用指数η_n。

根据网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子和接纳指数AI_n以及步骤（10b）得到的相对权重

计算出L₄中各网络对业务n的效用指数η_n：

${\mathrm{\η}}_n=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_j^n\·F{I}_j^n\·A{I}_{n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m,$

式中，j=1,2,3,…,m表示关键质量指标KQI的编号，n表示业务的编号。

步骤12，删除网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n，再将效用指数η_n加入到L₄，形成网络效用信息列表L₅。

网络效用信息列表L₅的记录格式如表6所示。

表6网络效用信息列表的记录格式

步骤13，根据序数效用方法，对网络效用信息列表L₅进行效用排序，得到候选接入网络信息列表L₆

效用排序的过程如下：

（13a）判断步骤（10a）中用户输入的费用偏好系数α是否小于费用判决门限α_T，α_T取0.5，若是，则执行步骤（13c），若不是则执行步骤（13b）；

（13b）对网络效用信息列表L₅中各网络的资费信息PI进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中资费信息PI最低的网络，删除其余网络；

（13c）对网络效用信息列表L₅中各网络的效用指数η_n进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中效用指数η_n最高的网络，删除其余网络，得到候选接入网络信息列表L₆。

步骤14，用户设备UE将候选接入网络信息列表L₆中包含的网络显示给用户，用户从中选择一个网络。

实施例2，基于接纳指数与负载量之间线性关系的网络选择。

参照图2，本发明实施例2的网络选择方法包括如下步骤：

步骤一，与实施例1中步骤1相同。

步骤二，计算网络原始信息列表L₁中各网络对业务n的接纳指数AI_n。

根据网络处于空闲状态时，网络对业务n的支持能力是接纳指数AI_n的最大值，当网络中存在用户时，网络资源被占用，网络对业务n的支持能力就会下降，即接纳指数

假设接纳指数AI_n与负载量之间是存在线性关系，给出接纳指数AI_n的计算公式为：

式中，

表示接纳指数AI_n随着预测负载量p_n的增加而产生线性下降，

表示接纳指数AI_n随着当前负载量c_n的增加而产生线性下降，计算公式中支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n从网络原始信息列表L₁中得到。

步骤三至步骤十四，与实施例1中步骤3至步骤14相同。

术语解释

3GPP：The 3rd Generation Parnership Project，第三代合作伙伴项目；

CRM：Cooperative Resource Management，联合资源管理；

KQI：Key Quality Indicators，关键质量指标；

QoE：Quality Of Experience，体验质量；

QoS：Quality Of Service，服务质量；

RAT：Radio Access Technology，无线接入技术；

RRM：Radio Resource Management，无线资源管理；

RSSI：RSSI Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示；

UE：User Equipment，用户设备。

Claims (2)

1.一种采用序数效用评价用户体验QoE的网络选择方法，包括如下步骤：

（1）收集各网络状态信息，将不同网络的状态信息组合在一起，形成网络原始信息列表L₁；

（2）根据L₁中各网络对业务n的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，n为业务的编号，计算出L₁中各网络对业务n的接纳指数AI_n：

式中，

表示接纳指数AI_n随着预测负载量p_n的增加而产生非线性下降，表示接纳指数AI_n随着当前负载量c_n的增加而产生非线性下降；

（3）删除网络原始信息列表L₁中各网络的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，再将接纳指数AI_n加入到L₁，形成网络接纳信息列表L₂；

（4）将网络接纳信息列表L₂通过周期性广播的方式通知用户；

（5）用户设备UE接收网络广播的网络接纳信息列表L₂，对L₂中各网络进行接收信号强度指示RSSI筛选，将不满足RSSI≥R_T的网络从L₂中删除，R_T为L₂中各网络最低接收信号强度，ρ是信号强度系数，取值为1；

（6）根据隶属度函数的性质，构建业务n的隶属度函数

当网络动态属性属于第一类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{x-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第一类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而增高的属性；当网络动态属性属于第二类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-x}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第二类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而降低的属性；

（7）将网络接纳信息列表L₂中网络动态属性的数值

代入对应的隶属度函数

中，得到隶属度

i是网络动态属性的编号，n为业务的编号，再将

加入到网络接纳信息列表L₂，形成网络隶属度信息列表L₃；

（8）给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI，利用网络动态属性与关键质量指标之间的映射关系系数矩阵R_k×m和网络隶属度信息列表L₃中隶属度

计算出关键质量指标KQI_j对业务n的影响因子

$F{I}_j^n=\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{m}_i^n\·r_{\mathrm{ij}}i=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,k;j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m,$

式中，j为关键质量指标KQI的编号，r_ij为映射关系系数矩阵R_k×m中的元素；

（9）删除网络隶属度信息列表L₃中隶属度

再将影响因子

加入到L₃，形成网络关键质量指标信息列表L₄；

（10）用户设备UE记录用户输入的业务n、费用偏好系数α和关键质量指标KQI_j的偏好系数

计算出关键质量指标KQI_j的相对权重

$w_j^n=\frac{u_j^n}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{u}_j^n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

（11）根据网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n以及步骤（10）得到的相对权重

计算出L₄中各网络对业务n的效用指数η_n：

${\mathrm{\η}}_n=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_j^n\·F{I}_j^n\·A{I}_{n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

（12）删除网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n，再将效用指数η_n加入到L₄，形成网络效用信息列表L₅；

（13）根据序数效用方法，对网络效用信息列表L₅进行如下效用排序，得到候选接入网络信息列表L₆：

（13a）判断用户输入的费用偏好系数α是否小于费用判决门限α_T，α_T取0.5，若是，则执行步骤（13c），若不是则执行步骤（13b）；

（13b）对网络效用信息列表L₅中各网络的资费信息PI进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中资费信息PI最低的网络，删除其余网络；

（13c）对网络效用信息列表L₅中各网络的效用指数η_n进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中效用指数η_n最高的网络，删除其余网络，得到候选接入网络信息列表L₆；

（14）用户设备UE将候选接入网络信息列表L₆中包含的网络显示给用户，用户从中选择一个网络。

2.一种采用序数效用评价用户体验QoE的网络选择方法，包括如下步骤：

1）收集各网络状态信息，将不同网络的状态信息组合在一起，形成网络原始信息列表L₁；

2）根据L₁中各网络对业务n的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，n为业务的编号，计算出L₁中各网络对业务n的接纳指数AI_n：

式中，

表示接纳指数AI_n随着预测负载量p_n的增加而产生线性下降，表示接纳指数AI_n随着当前负载量c_n的增加而产生线性下降；

3）删除网络原始信息列表L₁中各网络的支持能力

最大支持量c_nmax、当前负载量c_n和预测负载量p_n，再将接纳指数AI_n加入到L₁，形成网络接纳信息列表L₂；

4）将网络接纳信息列表L₂通过周期性广播的方式通知用户；

5）用户设备UE接收网络广播的网络接纳信息列表L₂，对L₂中各网络进行接收信号强度指示RSSI筛选，将不满足RSSI≥R_T的网络从L₂中删除，R_T为L₂中各网络最低接收信号强度，ρ是信号强度系数，取值为1；

6）根据隶属度函数的性质，构建业务n的隶属度函数

当网络动态属性属于第一类网络动态属性时，隶属度函数

为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{x-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，

和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第一类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而增高的属性；当网络动态属性属于第二类网络动态属性时，隶属度函数为：

$M_i^n\left(x\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-x}{{\mathrm{\μ}}_{i\max }^n-{\mathrm{\μ}}_{i\min }^n}$

式中，i＝1,2,3,…,k是网络动态属性的编号，和

分别表示网络对业务n设定的网络动态属性的最小值和最大值，第二类网络动态属性是指网络动态属性的质量随着网络动态属性数值的增加而降低的属性；

7）将网络接纳信息列表L₂中网络动态属性的数值

代入对应的隶属度函数

中，得到隶属度

i是网络动态属性的编号，n为业务的编号，再将加入到网络接纳信息列表L₂，形成网络隶属度信息列表L₃；

8）给出影响用户体验QoE的关键质量指标KQI，利用网络动态属性与关键质量指标之间的映射关系系数矩阵R_k×m和网络隶属度信息列表L₃中隶属度计算出关键质量指标KQI_j对业务n的影响因子

$F{I}_j^n=\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{m}_i^n\·r_{\mathrm{ij}}i=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,k;j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m,$

式中，j为关键质量指标KQI的编号，r_ij为映射关系系数矩阵R_k×m中的元素；

9）删除网络隶属度信息列表L₃中隶属度

再将影响因子

加入到L₃，形成网络关键质量指标信息列表L₄；

10）用户设备UE记录用户输入的业务n、费用偏好系数α和关键质量指标KQI_j的偏好系数

计算出关键质量指标KQI_j的相对权重

$w_j^n=\frac{u_j^n}{\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{u}_j^n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

11）根据网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子和接纳指数AI_n以及步骤10）得到的相对权重

计算出L₄中各网络对业务n的效用指数η_n：

${\mathrm{\η}}_n=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{w}_j^n\·F{I}_j^n\·A{I}_{n}j=\mathrm{1,2,3},\·\·\·,m;$

12）删除网络关键质量指标信息列表L₄中影响因子

和接纳指数AI_n，再将效用指数η_n加入到L₄，形成网络效用信息列表L₅；

13）根据序数效用方法，对网络效用信息列表L₅进行如下效用排序，得到候选接入网络信息列表L₆：

13a）判断用户输入的费用偏好系数α是否小于费用判决门限α_T，α_T取0.5，若是，则执行步骤13c），若不是则执行步骤13b）；

13b）对网络效用信息列表L₅中各网络的资费信息PI进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中资费信息PI最低的网络，删除其余网络；

13c）对网络效用信息列表L₅中各网络的效用指数η_n进行排序，根据排序结果，只保留网络效用信息列表L₅中效用指数η_n最高的网络，删除其余网络，得到候选接入网络信息列表L₆；

14）用户设备UE将候选接入网络信息列表L₆中包含的网络显示给用户，用户从中选择一个网络。

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