CN102970774B - 多模移动终端的通信系统选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术领域，公开了一种多模移动终端的通信系统选择方法。本发明中，发起通信请求后，一方面，多模终端将所有的决策因素统一为定量值，根据成本类和收益类两种不同类型决策因素的属性分别进行规范化处理得到规范矩阵；另一方面，采用运筹学方法获得最优接入网络的决策结果，包括：使用最小二乘法依据主观对各决策因素重要程度的判断求得一个权值，使用熵法依据规范矩阵客观数值分布规律求得另一个权值，并运用数学方法将这两个权值合并在一起；在求得上述数值后，使用加权求和的方法确定备选通信系统优先级顺序。本发明能够提高通信系统选择策略的通用性、客观性和有效性。

Description

多模移动终端的通信系统选择方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种多模移动终端的通信系统选择方法。

背景技术

目前市场上所提供的多模终端主要有两种，一种是包括两种2G系统的双模双待终端，另一种是包括一种2G系统和一种3G系统的双模单待终端。然而，目前移动通信领域的三大移动通信运营商分别提供三种不同模式的3G系统，并且三家运营商的3G终端无法通用。若用户想使用不同运营商的3G系统就必须更换终端，但用户通常会因为更换终端所带来的额外成本而放弃更换运营商。在此情况下，各运营商用户相对稳定，不能充分满足国家为引入竞争而建立三家运营商为主导的政策。引入一种能同时支持三大运营商多种通信系统并且成本低廉的终端，一方面可以让用户自由的更换运营商，使得移动通信市场充分竞争健康发展，另一方面还可提供良好的覆盖，提高用户的通信稳定性。

在多模终端多个网络同时可用的情况下，存在发起通信时使用何种通信系统的问题。在选择通信系统的过程中，不但需要站在用户的角度选择一个最优的通信系统，站在运营商的角度还应具有公平性。也就是说，选择过程应该根据通信系统进行选择，运营商本身不应具有优先级。

现有包含两种2G系统双模终端的通信系统选择策略主要是基于通信系统信号强度的方法。该方法的优点是可以最大限度的为用户提供优良并且稳定的通信服务。然而，这种选择策略完全忽略了成本因素。考虑到某时刻两种通信系统信号强度相差不大并且均能满足通信需求，而通信费用相差较大的情况。此时用户需要花费较高的成本却不能感受到通信质量的明显提高，显然不能带来良好的用户体验，也不能体现公平消费的原则。

另一类包含一种2G系统和一种3G系统的双模终端通信系统选择策略主要有两种，一种是3G优先的方式，一种是根据业务进行选择。前一种选择策略即在3G通信系统可用的情况下优先使用3G系统，当3G系统不能满足通信需求的时候使用2G系统。此策略充分利用了3G系统的优良性能，同时使用2G系统弥补了目前3G网络建设阶段覆盖不足和稳定性相对较差的缺点。但是，在3G信号不稳定的地方会发生乒乓切换，快速地消耗终端的电量且不能提供稳定的通信服务。后一种选择策略即当用户发起数据通信时优先选择3G系统，当用户发起话音通信时优先选择2G系统。使用此策略在进行数据通信时，3G系统的先进技术可以提供较高的传输速率；在进行话音通信时，经过长期优化的2G系统所具有的稳定性可保证用户通话质量。在网络端，此策略还可以在小区内平衡负载，保证通信接通率。但是，面对具有多种3G系统或多种2G系统的多模终端，该方法便完全失去意义，无法进行系统选择。

除前面提到的系统选择策略外，目前还有基于隐私保护、通话费用等其他的系统选择策略。在某种合适的网络覆盖情况下，这些策略均可以有优良的表现。但是，因为这些策略只考虑了某一方面的因素，难免有其局限性。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明首先要解决的技术问题是：如何提高通信系统选择策略的通用性、客观性和有效性。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多模移动终端的通信系统选择方法，包括以下步骤：

S1、多模移动终端确定可用通信系统的集合；

S2、确定多模移动终端在选择可用通信系统时所要考虑的参考因素，然后对参考因素中的定性指标进行量化，并将量化后的定性指标以及参考因素中的定量指标分别进行规范化处理，经过所述规范化处理之后得到的值所组成的矩阵称为规范矩阵；

S3、为所述规范矩阵中的各个值计算权值，所述权值表示规范矩阵中的各个值所对应的参考因素的重要程度；

S4、使用步骤S3中所计算的权值，与规范矩阵中的各个值进行加权求和，并按加权求和所得的结果对各可用通信系统的优先级进行排序，并选择一个通信系统建立通信连接。

优选地，步骤S1中，所确定的可用通信系统包括多模移动终端已注册的，且当前未使用的通信系统。

优选地，步骤S2中，对参考因素中的定性指标进行量化具体为：采用双向比例标尺将所述定性指标转换为定量指标。

优选地，步骤S2中，进行规范化处理的方式为：采用比例法进行规范化处理。

优选地，计算所述权值包括以下步骤：

S31、使用最小二乘法依据主观对各个参考因素重要程度的判断求得第一权值ω_j，j=1，...,n，n表示参考因素的个数；

S32、使用熵法依据所述规范矩阵中的数值分布规律求得第二权值ω_j'；

S33、将所述第一权值和第二权值进行组合得到所求权值

优选地，步骤S33中，按照以下公式将所述第一权值和第二权值进行组合：

优选地，步骤S4中选择通信系统的方式为：测量优先级最高通信系统的信道中的导频信号，若导频信号的强度超过预设最低门限值，则使用该优先级最高的通信系统建立通信连接，否则测量下一优先级级别的通信系统的导频信号并对其导频信号强度进行判断。

优选地，所述参考因素包括成本类因素和收益类因素。

优选地，所述成本类因素包括通信费用和通信距离，所述收益类因素包括隐私保护、通话质量、业务类型和接通率。

（三）有益效果

上述技术方案具有如下优点：本发明中，发起通信请求后，一方面，多模终端将所有的决策因素统一为定量值，根据成本类和收益类两种不同类型决策因素的属性分别进行规范化处理得到规范矩阵；另一方面，采用运筹学方法获得最优接入网络的决策结果，包括：使用最小二乘法依据主观对各决策因素重要程度的判断求得一个权值，使用熵法依据规范矩阵客观数值分布规律求得另一个权值，并运用数学方法将这两个权值合并在一起；在求得上述数值后，使用加权求和的方法确定备选通信系统优先级顺序。上述通信系统选择策略有以下优势：通用性，凡是涉及多种模式的通信终端均可使用本发明所提出的系统选择策略；客观性，结合用户在隐私、话费、通话质量等多方面的参考因素，为用户提供最优的选择；有效性，在对各因素相关数据的处理过程中使用了运筹学方法，从主、客观两方面出发确定通信系统优先级，具有较高可信度。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的核心思想是提供一种多模终端在建立通信连接时选择通信系统的策略。当发起通信时，终端综合多种参考因素，选择一个最优的通信系统建立通信连接。

为了清晰的描述使用该方法选择通信系统的过程，需要建立关于多模终端系统选择方法的数学模型。使用A₁，A₂，……A_m表示多模终端包括的m种通信系统，例如WCDMA系统、CDMA2000系统、TD-SCDMA系统、CDMA系统、GSM系统、Wi-Fi系统。使用C₁，C₂，……C_n表示多模终端在选择某一种通信系统发起通信连接时所要考虑的n个方面的参考因素，例如隐私保护、业务类型、通话费用、通话质量。各参考因素的重要程度用权值ω₁，ω₂，……ω_n表示，对于j＝1,…n，ω_j≥0，且符合归一化条件ω₁+ω₂+…+ω_n＝1。将各参考因素所对应的量化后的定量值记为x_ij，i＝1,…,m;j＝1,…n。本发明的目的在于寻找一种综合多种因素后最优的通信系统，即各定量值经过加权计算所得和最大的通信系统，记为A_max。该系统选择过程的定量值可以写成如表1所示的决策矩阵。

表1

下面介绍当用户发起一次通信时，使用本发明的通信系统选择方法的详细过程，包括以下步骤：

S1、多模终端在收到用户发起新通信连接的请求后，首先确定当前能为终端提供服务的通信系统，即上述模型中的A₁，A₂，……，A_m。确定通信系统的过程中，一方面需要检测当前用户注册了哪些通信系统，另一方面需要监测当前终端已有的通信连接使用了哪些通信系统。凡是未注册和已使用的通信系统在建立新连接时均不可使用。此外，还有两种情况需要考虑。第一，由于终端话音模块的单一性，终端在单位时间内只能维持一个话音通信，因此在终端已建立话音通信的情况下再次建立话音通信的请求直接失败。第二，为降低成本，存在多个通信系统共享天线收发模块的情况，因此终端能维持通信连接的数量实际上受天线收发模块数量的限制。若使用某天线收发模块的通信系统已建立连接，那么共享该天线收发模块的其余所有通信系统均不能再建立通信连接。

S2、确定多模移动终端在选择可用通信系统时所要考虑的参考因素，然后对参考因素中的定性指标进行量化，并将量化后的定性指标以及参考因素中的定量指标分别进行规范化处理，以使各种因素的指标具有可比性。

在上述模型中提出所要考虑的多种因素指标的度量存在定性指标与定量指标两种不同的方式，并且即便都是定量指标也还存在着量纲与数值大小的差别。因此，在对不同通信系统的决策因素进行综合评价之前，首先要解决因素之间不可比性的问题。下面，对各定性指标分别进行量化。

为了便于对该定性指标进行数学处理，采用MacCrimmon提出的双向比例标尺将定性指标（用表2中的优先级表示）转换为定量指标（用表2中的定量值表示）。其双向比例标尺的形式见表2。

表2

依照上述双向比例标尺，结合某定性因素对用户感受的实际影响程度，将定性指标转化为定量指标。

通过上述方法，可以将终端进行通信系统选择过程所要考虑的所有参考因素全部转换成定量指标。但是，由于不同因素的量纲是不同的，因而不同因素之间便没有可比性，不能综合考虑选择一个最优的通信系统。而规范化处理就是要消除量纲的影响，将所有数值的大小全部统一到单位区间内，这样才有比较的基础。通常采用比例法进行数据的规范化处理。

对于定量值越大、优先级越高的参考因素（例如隐私保护、通话质量、业务类型、接通率等），其规范化处理采用效益型转换公式：

$r_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}}{x_j^{\max }}$

其中为表1第j列中的最大值，描述第j个因素在各个系统中体现的最大值，同理，为表1第j列中的最小值，描述第j个因素在各个系统中体现的最小值。

对于定量值越小、优先级越高的参考因素（例如通信费用、通信距离等），其规范化处理采用成本型转换公式：

$r_{\mathrm{ij}}=\frac{x_j^{\min }}{x_{\mathrm{ij}}}$

对于不同的考虑因素需要根据具体情况具体分析，选取合适的转换公式完成规范化处理。经过所述规范化处理之后得到的值所组成的矩阵称为规范矩阵。

S3、为所述规范矩阵中的各个值计算权值。在通信系统的选择过程中，对用户来说，各种参考因素的重要程度是不一样的。因此，在进行具体的加权求和确定系统选择的优先级之前，应首先确定每一个因素的权值。权值的确定方法主要有两类：第一类是基于各因素对用户体验影响的主观比较法，另一类基于各因素具体量值本身所具特征的客观分析法。在本发明的策略中，综合两类权值确定方法的优势，求得一个可进行最优选择的权值。

判断矩阵法确定先验权值的方法主要基于各种因素两两之间做成对比较的结果，体现各因素对用户体验所产生影响在主观上判断的结果。通过调研及对实际情况的研究后给出每对因素的权重比ω_i/ω_j，i，j＝1,2,…,n，比值的确定方式见表3。

权重比（ωi/ωj）	含义
		1	因素i与因素j具有相同的重要程度
5	因素i比因素j明显重要
		9	因素i的重要性完全压倒因素j的重要性
2，3，4，6，7，8	重要性介于上述比较之间
		倒数	相反方向的比较值，即ωj/ωi＝(ωi/ωj)-1

表3

依据上表的比较结果可以构造下面的权重比矩阵W

$W=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_2& ...& {\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_n\\ {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_2& ...& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_n\\ .& .& & .\\ .& .& ...& .\\ .& .& & .\\ {\mathrm{\ω}}_m/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_m/{\mathrm{\ω}}_2& ...& {\mathrm{\ω}}_m/{\mathrm{\ω}}_n\end{array}\right]$

由于或矩阵R中的任意一列元素都是参考因素值x_ij与该项参考因素在不同通信系统中的重要程度，而权重比矩阵的第j列元素分别为每一个权重值对ω_j的比值，因此，从数学意义上看，规范化矩阵R与权重比矩阵W的每一个元素都代表了每项参考因素的重要程度，因此会有如下关系成立：

$R=\left[\begin{array}{cccc}{r}_{11}& r_{12}& ...& r_{1n}\\ r_{21}& r_{22}& ...& r_{2n}\\ .& .& & .\\ .& .& ...& .\\ .& .& & .\\ r_{m1}& r_{m2}& ...& r_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_2& ...& {\mathrm{\ω}}_1{\mathrm{\ω}}_n\\ {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_2& ...& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_n\\ .& .& & .\\ .& .& ...& .\\ .& .& & .\\ {\mathrm{\ω}}_m/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_m/{\mathrm{\ω}}_2& ...& {\mathrm{\ω}}_m/{\mathrm{\ω}}_n\end{array}\right]$

理论上，相容矩阵的任意一列都可以视为选择通信系统过程中各因素的权向量。但实际上，由于针对各因素的判断矩阵R很难满足一致性的要求。为此，需要采用最小二乘法在R的基础上对权向量进行估计，使用该方法算出的权值误差的平方和最小。即：

$Z=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(r_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\ω}}_j-{\mathrm{\ω}}_i)}^2$

$s.t.\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i=1,{\mathrm{\ω}}_i>0;1=\mathrm{1,2},...,n$

为了求解上述的权向量{ω₁,ω₂,…,ω_n}，可定义拉格朗日函数：

$L=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(r_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\ω}}_j-{\mathrm{\ω}}_i)}^2+2\mathrm{\λ}(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i-1)$

式中λ为拉格朗日因子。将上式分别对ω_i，λ微分，可得：

$\frac{\∂L}{\∂{\mathrm{\ω}}_i}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}2(r_{\mathrm{ik}}{\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_i)r_{\mathrm{ik}}-\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}2(r_{\mathrm{kj}}{\mathrm{\ω}}_j-{\mathrm{\ω}}_k)+2\mathrm{\λ}=0,k=\mathrm{1,2},...,n$ $\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i=1$

一般而言，可以将上述的n+1个非齐次线性方程写成矩阵形式

Bw′＝m

式中w′＝(ω₁,ω₂，…,ω_n;λ)^T，m＝(0,0,…,0;1)^T，和

$B=\left[\begin{array}{ccccc}n-1+\underset{i\≠1}{\overset{n}{\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}}}{r}_{i1}^2& -(r_{12}+r_{21})& ...& -(r_{1n}+r_{n1})& 1\\ -(r_{21}+r_{12})& n-1+\underset{i\≠2}{\overset{n}{\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}}}{r}_{i2}^2& ...& -(r_{2n}+r_{n2})& 1\\ .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .\\ .& .& .& .& .\\ -(r_{n1}+r_{1n})& -(r_{n2}+r_{2n})& ...& n-1+\underset{i\≠n}{\overset{n}{\underset{i=1}{\mathrm{\Σ}}}}{r}_{\mathrm{in}}^2& 1\\ 1& 1& ...& 1& 0\end{array}\right]$

系数r_ij已知，解上面的方程组可以得到ω₁,ω₂,…,ω_n和λ的值。其中权向量{ω₁,ω₂,…,ω_n}反应了主观上的先验权值。

在确定了主观上的先验权值后，使用熵法根据所得规范矩阵的数字分布特征计算另一个权值。熵是社会科学和物理科学中的一个重要概念，它在信息理论中作为不确定性和信息量的量度。前文中的规范矩阵显然是一种信息的载体，故熵的概念也应作为评价在选择一个通信系统时各种因素相对重要程度的工具。

其基本原理可解释为:就某一因素来说，如果不同通信系统在这一因素上的表现相当接近，则选择过程中该因素的作用便不很突出；进而言之，如果所有通信系统在这一因素上的表现完全相同，则该因素对于方案的比较便没有意义而可以被剔除。故属性指标间的差异越大，则提供的信息越多，该因素也就显得越重要。

在含有m个通信系统和n个考虑因素的决策矩阵中，因素C_j上的定量值x_ij关于通信系统a_i的射影分量p_ij定义为：

$p_{\mathrm{ij}}=\frac{x_{\mathrm{ij}}}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ij}}},\∀i,j$

该射影集合的熵E_j可以按下面的公式计算：

$E_j=-k\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{\mathrm{ij}}\ln \left(p_{\mathrm{ij}}\right)$

为保证0≤E_j≤1，式中k＝1/ln(m)。由于权重ω_j与熵E_j的大小关系是相反的，故采用d_j＝1-E_j,来代替E_j，并使之归一化以保证0≤ω_i≤1和ω₁+ω₂+…+ω_n＝1。在不考虑用户主观偏好的基础上，依据决策矩阵各因素数据信息最合理的权值分配应该是：

${{\mathrm{\ω}}_j}^{\′}=\frac{d_j}{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{d}_j},\∀j$

将根据决策矩阵数据信息得到的权值分配ω_j'结合主观上对各因素重要程度的判断所得到的先验权值ω_j可形成一个新的权值分配，称为后验权值结合两种权值的公式为

S4、使用步骤S3中分配的权值，对规范矩阵中的各个值进行加权求和，并按计算所得的结果的大小对各通信系统的优先级进行排序。终端优先选择排序最高的通信系统，测量其信道中的导频信号。若导频信号强度超过预设最低门限值，则使用当前选中系统建立通信；若导频信号强度低于建立通信连接的预设最低门限值，则判决当前工作的通信系统建立通信失败，终端选择优先级列表中比当前选中系统低一个优先级的通信系统，并重复上述过程；若当前选中通信系统建立通信失败，并且优先级列表中不存在比当前选中通信系统优先级更低的通信系统，则判定通信建立失败结束。

在通信过程中，若当前通信系统信道质量降低到维持当前通信所需的最低水平，则终端自动切断当前通信连接，按照建立通信连接时确定的优先级顺序重新建立通信连接。

在本实施例中，多模终端包括WCDMA系统、CDMA2000系统、CDMA系统、GSM系统等四种通信系统，分别使用A₁、A₂、A₃、A₄表示。终端包括两个天线收发模块，其中，WCDMA系统和GSM系统共享一个天线收发模块，CDMA2000系统和CDMA系统共享另一个天线收发模块。在系统的选择过程中考虑隐私保护、业务类型、通话费用、通话质量等四个参考因素，分别使用C₁、C₂、C₃、C₄表示。

下面结合图1，对本发明的实施实例的工作流程进行详细阐述。

首先，在步骤200中，用户使用多模终端选择一种通信系统发起通信连接建立请求，请求的发起与终端当前的工作状态无关。也就是说，即使终端当前已建立一个甚至两个通信连接，用户也可发起通信连接建立请求。

接下来，在步骤210中，多模终端排除A₁、A₂、A₃、A₄中不能使用的通信系统。不能使用的通信系统主要有两种情况，一是用户没有注册该通信系统，网络端不提供服务；另一种是该通信系统所使用的天线收发模块处于工作状态中，不能建立新的连接。具体到实施实例所使用的终端中，首先去除无法注册的通信系统，然后检查终端已建立的通信连接。对于共享天线收发模块的两种通信系统，若其中一种已建立通信连接，则这两种通信系统均不能建立新的通信连接。比如，若当前终端中已存在一个通过WCDMA网络的通信连接，则需要从建立通信连接的备选通信系统中同时去除WCDMA系统和GSM系统。若经过此步骤后，不存在备选通信系统，则表明终端当前工作状态忙，不能建立通信连接。

步骤220：本步骤主要是采集可用通信系统的所有参考因素信息建立选择通信系统的决策矩阵并对其进行量化及规范化处理。假设多模终端的全部四种通信系统均可用，则建立的决策矩阵形式如表4所示。

表4

其中C₁和C₂所表示的隐私保护和业务类型因素为定性指标，需要采用MacCrimmon提出的双向比例标尺将其转换为定量指标。

在系统选择过程中加入隐私保护因素的主要目的是在最大限度保证通信接通率的前提下，尽量使用用户选择的通信系统发起通信以防止用户其他通信系统被叫号码等信息泄露。基于上述目的，将用户发起呼叫的通信系统隐私保护指标定量为10；将与上述系统属于同一运营商的通信系统隐私保护指标定量为5；将所有其他通信系统隐私保护指标定量为3。隐私保护因素的定量值越高，表明该系统的优先级越高。在本实施例中，将用户发起呼叫的通信系统定为WCDMA，因此，根据以上分析，决策矩阵中隐私保护因素在四种通信系统中的定量值分别为：x₁₁＝10，x₂₁＝3，x₃₁＝3，x₄₁＝5。

多模终端所包含的通信系统中，针对数据业务3G系统凭借其技术的先进性能够提供更快的速率，而针对话音业务2G系统凭借其网络经过长期优化所得到的稳定性能够提供更可靠的通信质量。因此，对于不同种类的通信选择不同种类的通信系统，一方面可以让用户得到更好的通信体验，另一方面还可以在一定程度上平衡网络负载提高通信接通率。在系统选择过程中基于业务类型的选择策略是，保证通信连接建立的前提下，尽量使用3G系统进行数据通信，使用2G系统进行话音通信。基于上述策略，在发起数据通信时，将所有的3G系统业务类型指标定量为10，将所有2G系统业务类型指标定量为5；在发起话音通信时，将所有2G系统业务类型指标定量为10，将所有的3G系统业务类型指标定量为10。业务类型因素的定量值越高，表明该系统的优先级越高。在本实施例中，用户发起数据通信。因此，根据以上分析，决策矩阵中业务类型因素在四种通信系统中的定量值分别为：x₁₂＝10，x₂₂＝10，x₃₂＝5，x₄₂＝5。

C₃通话费用为定量指标，需要实时地采集定量值。通话费用即各通信系统单位时间的通信费用，在系统选择的过程中应尽量选择通信费用低的通信系统。在实际情况中，由于运营商均为各通信系统提供了丰富的通信套餐，而套餐之间的话费信息通常也互不相同，将话费信息预设在终端中具有一定难度。但对于同一个用户来说，话费信息在一段时期内是固定的。因此，话费信息可由用户手动设定输入终端，并且在话费信息变更时可由用户手动修改。发起一次通信连接时，终端读取用户预设的话费信息作为该因素的定量指标，单位为元。本实施例中，将用户预设的话费信息定为：x₁₃＝0.2，x₂₃＝0.1，x₃₃＝0.15，x₄₃＝0.19。

C₄通信质量主要包括可靠性和时延两个方面，其中话音通信对时延要求较高，而数据通信对可靠性要求较高。在话音通话过程中，由于话音的连续性和人耳的听觉暂留，一定程度的误码率是可接受的，在此情况下用户不会明显感觉到通信质量的下降。而由于通信系统信号强度不够造成终端完全接受不到信号从而造成掉话对用户体验的影响甚至超过不能建立通信连接。另一方面，在数据通信过程中，较高的信号强度通常情况下也意味着更高的通信可靠性。因此，信号强度可以作为衡量通信质量的重要指标，在系统选择的过程中应选用信号强度高的通信系统建立通信连接。各通信系统的信号强度与建立通信连接时刻的信道情况有关，需要现场进行RSSI测量。若某几个通信系统共享天线模块，则需要依次进行信号强度测量。对于各通信系统的RSSI测量结果，一般情况下，正常范围为[－93dBm，－113dBm]，若测得的RSSI值低于-113dBm或高于-93dBm，则使用该通信系统建立的通信连接不能保证其连续性和稳定性。从提供的通信服务质量来说，并不能比完全接收不到信号的通信系统更好，因此为了便于计算，对于这类通信系统将其信号强度的值都定量为0，而RSSI值在正常范围之内的通信系统的通信质量则按照表2中的双向比例标尺进行定量，RSSI值越高定量值越大。在本实施例中，各通信系统的RSSI测量结果为：-99dBm，-110dBm，-105dBm，-94dBm，根据以上分析，通信质量信息为：x₁₄＝7，x₂₄＝2，x₃₄＝4，x₄₄＝10。

通过上述方法，可以完成终端进行通信系统选择过程所要考虑的四种选择参考因素的全部定量过程，形成决策矩阵，如表5所示。

表5

为使各因素的定量值具有可比性，需要对决策矩阵进行规范化处理，将所有数值的大小全部统一到单位区间内，得到规范化矩阵R，如表6所示。

表6

对于隐私保护因素，其定量值越大优先级就应该越高，因此选用效益型公式其在四种通信系统中的最大定量值因此，根据效益型公式可将隐私保护因素的定量值进行规范化处理，所得结果为：r₁₁＝1，r₂₁＝0.3，r₃₁＝0.3，r₄₁＝0.5。

对于业务类型因素，其定量值越大优先级就应该越高，因此选用效益型公式其在四种通信系统中的最大定量值因此，根据效益型公式可将隐私保护因素的定量值进行规范化处理，所得结果为：r₁₂＝1，r₂₂＝1，r₃₂＝0.5，r₄₂＝0.5。

对于通话费用因素，优先选择通话费用较低的通信系统，因此选用成本型公式在本实施例中，根据成本型公式可将通话费用因素的定量值进行规范化处理，所得结果为：r₁₃＝0.5，r₂₃＝1， $r_{33}=\frac{2}{3},$ $r_{43}=\frac{10}{19}.$

对于通信质量因素，优先选择信号强度较高的通信系统，因此选用效益型公式在本实施例中，根据效益型公式可将通信质量因素的定量值进行规范化处理，所得结果为：r₁₄＝0.7，r₂₄＝0.2，r₃₄＝0.4，r₄₄＝1。

各因素的数值经过规范化处理之后所得到的矩阵称为规范矩阵，如表7所示。

表7

在步骤230中，从主、客观两方面出发，为各规范矩阵中的各个值分配权值。依据主观判断使用判断矩阵法可得先验权值，而参考规范矩阵的数字特征使用熵法可得另一个权值，通过数学方法将这两个权值综合起来极为最终可用作加权求和的后验权值。

判断矩阵法基于各种因素两两之间做成对比较的结果，体现各因素对用户体验所产生影响在主观上判断的结果。使用发明内容中的方法构造权重比矩阵R：

$R=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 0.5& 0.7\\ 0.3& 1& 1& 0.2\\ 0.3& 0.5& \frac{2}{3}& 0.4\\ 0.5& 0.5& \frac{10}{19}& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_2& {\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_3& {\mathrm{\ω}}_1/{\mathrm{\ω}}_4\\ {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_2& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_3& {\mathrm{\ω}}_2/{\mathrm{\ω}}_4\\ {\mathrm{\ω}}_3/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_3/{\mathrm{\ω}}_2& {\mathrm{\ω}}_3/{\mathrm{\ω}}_3& {\mathrm{\ω}}_3/{\mathrm{\ω}}_4\\ {\mathrm{\ω}}_4/{\mathrm{\ω}}_1& {\mathrm{\ω}}_4/{\mathrm{\ω}}_2& {\mathrm{\ω}}_4/{\mathrm{\ω}}_3& {\mathrm{\ω}}_4/{\mathrm{\ω}}_4\end{array}\right]$

理论上，相容矩阵的任意一列都可以视为选择通信系统过程中各因素的权向量。但实际上，针对各因素的判断矩阵R很难满足一致性的要求,并非是相容矩阵。为此，需要采用最小二乘法在R的基础上对权向量进行估计，使用该方法算出的权值误差的平方和最小，也即最能体现主观上对各因素重要性的判断。

依据最小二乘法，建立如下的非齐次线性方程组并写成矩阵形式：Bw′＝m

式中w′＝(ω₁,ω₂,ω₃,ω₄;λ)^T，m＝(0,0,0,0;1)^T，和

$B=\left[\begin{array}{ccccc}3.43& -1.3& -0.8& -1.2& 1\\ -1.3& 4.5& -1.5& -0.7& 1\\ -0.8& -1.5& 4.53& -0.93& 1\\ -1.2& -0.7& -0.93& 3.96& 1\\ 1& 1& 1& 1& 0\end{array}\right]$

解上面的方程组可以得到：

[ω₁,ω₂,ω₃,ω₄,λ]＝[0.28720.23990.22440.2485-0.1957]，其中权向量{ω₁,ω₂,ω₃,ω₄}反应了主观上的先验权值。

使用熵法根据规范矩阵本身数字特征确定另一组权值。在含有4个通信系统和4个考虑因素的决策矩阵中，因素c_j上的定量值x_ij关于通信系统a_i的射影分量p_ij的计算公式计算可得射影分量矩阵P：

$P=\left[\begin{array}{cccc}\frac{10}{21}& \frac{1}{3}& \frac{5}{16}& \frac{7}{23}\\ \frac{1}{7}& \frac{1}{3}& \frac{5}{32}& \frac{2}{23}\\ \frac{1}{7}& \frac{1}{6}& \frac{15}{64}& \frac{4}{23}\\ \frac{5}{21}& \frac{1}{6}& \frac{19}{64}& \frac{10}{23}\end{array}\right]$

该射影集合的熵E_j可根据公式计算得到，为保证0≤E_j≤1，式中k＝1/ln(m)，实施例中m＝4，因此

E＝[0.90.960.970.89]

由于权重ω_j与熵E_j的大小关系是相反的，故采用d_j＝1-E_j,来代替E_j，则D为：

D＝[0.10.040.030.11]

为保证0≤ω_i≤1和ω₁+ω₂+…+ω_n＝1，因此将D归一化，得到分配权值ω_j'，归一化公式为在不考虑用户主观偏好的基础上，依据决策矩阵各因素数据信息得到最合理的权值分配：

$[{{\mathrm{\ω}}_1}^{\′},{{\mathrm{\ω}}_2}^{\′},{{\mathrm{\ω}}_3}^{\′},{{\mathrm{\ω}}_4}^{\′}]=\left[\begin{array}{cccc}\frac{5}{14}& \frac{2}{14}& \frac{3}{28}& \frac{11}{28}\end{array}\right]$

将根据决策矩阵数据信息得到的权值ω_j'结合主观上对各因素重要程度判断所得到的先验权值ω_j可形成一个新的权值分配，称为后验权值结合两种权值的公式为可得后验权值

在步骤240中，对多模终端所包含的所有规范矩阵中的各个值进行加权求和，按求和结果判断优先级，选择优先级高的通信系统建立通信连接。求和公式如下：

A_i＝ω₁r_i1+ω₂r_i2+ω₃r_i3+ω₄r_i4

$\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ A_3\\ A_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0.8403\\ 0.4201\\ 0.3983\\ 0.6912\end{array}\right]$

在步骤250中，求得A₁、A₂、A₃、A₄的权值后，按大小顺序排列优先级。终端优先选择排序最高的通信系统，测量其信道中的导频信号。若导频信号强度超过预设最低门限值，则转向步骤280，使用当前选中系统建立通信连接；若导频信号强度低于建立通信连接的预设最低门限值，则转向步骤260，判决当前选中的通信系统建立通信连接失败，并且判断是否存在比当前选中通信系统低一个优先级的通信系统，若不存在，则判决通信连接建立失败结束；若存在，则转向步骤270，判断当前选中系统信道中的导频信号强度是否超过预设最低门限值，若超过，则转向步骤280，使用当前选中系统建立通信连接；若导频信号强度低于建立通信连接的预设最低门限值，则转向步骤260，重复上述操作，直至通信连接建立成功结束，或者优先级列表中不存在比当前选中通信系统优先级更低的通信系统，判定通信建立失败结束。

在通信过程中，若当前通信系统信道质量降低到维持当前通信所需的最低水平，则终端自动切断当前通信连接，按照建立通信连接时确定的优先级顺序重新建立通信连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多模移动终端的通信系统选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、多模移动终端确定可用通信系统的集合；

S2、确定多模移动终端在选择可用通信系统时所要考虑的参考因素，然后对参考因素中的定性指标进行量化，并将量化后的定性指标以及参考因素中的定量指标分别进行规范化处理，经过所述规范化处理之后得到的值所组成的矩阵称为规范矩阵；

S3、为所述规范矩阵中的各个值计算权值，所述权值表示规范矩阵中的各个值所对应的参考因素的重要程度；

S4、使用步骤S3中所计算的权值，与规范矩阵中的各个值进行加权求和，并按加权求和所得的结果对各可用通信系统的优先级进行排序，并选择一个通信系统建立通信连接；

其中，计算所述权值包括以下步骤：

S31、使用最小二乘法依据主观对各个参考因素重要程度的判断求得第一权值ω_j，j＝1,…,n，n表示参考因素的个数；

S32、使用熵法依据所述规范矩阵中的数值分布规律求得第二权值ω_j'；

S33、将所述第一权值和第二权值进行组合得到所求权值

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所确定的可用通信系统包括多模移动终端已注册的，且当前未使用的通信系统。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，对参考因素中的定性指标进行量化具体为：采用双向比例标尺将所述定性指标转换为定量指标。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，进行规范化处理的方式为：采用比例法进行规范化处理。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S33中，按照以下公式将所述第一权值和第二权值进行组合：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中选择通信系统的方式为：测量优先级最高通信系统的信道中的导频信号，若导频信号的强度超过预设最低门限值，则使用该优先级最高的通信系统建立通信连接，否则测量下一优先级级别的通信系统的导频信号并对其导频信号强度进行判断。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考因素包括成本类因素和收益类因素。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述成本类因素包括通信费用和通信距离，所述收益类因素包括隐私保护、通话质量、业务类型和接通率。