CN105376794B - 一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统，所述方法包括：获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。本发明可使群组移动中的移动终端接入最优的网络，降低群组移动中移动终端的切换中断率，保证网络吞吐量。

Description

一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统
技术领域
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统。
背景技术
在实际移动场景中，异构网络环境具有多种无线网络接入技术，拥有多种无线接口的异构移动终端在异构网络环境中如何选择最合适的网络接入是实现无缝移动、提高移动终端用户服务体验的关键。
目前，现有技术中具有代表性的有：基于代价函数的接入网络选择技术，采用代价函数来度量接入网络的优先特征，但该方法仅考虑了部分判决参数，随着判决参数的增多，代价函数的设计并不能合理地反映接入网络的性能；基于效用函数的接入网络选择技术，通过最大化每个接入网络的效用，获得优化的资源分配方案，但缺陷是选用的效用函数并未将用户偏好和网络实际情况相结合，影响了判决的准确性。现有技术中的网络接入使移动终端接入最佳的网络，移动终端切换中断率较高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统，旨在通过本发明克服现有技术中存在的以上缺陷，降低群组移动中移动终端的切换中断率，进一步保证网络吞吐量，提高移动终端用户的服务质量。
本发明的技术方案如下：
一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其中，方法包括：
A、获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；
B、候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；
C、根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其中，所述步骤A具体包括：
A1、获取移动终端群组中移动终端的移动轨迹，分析移动终端的移动方向模式，所述移动终端移动方向上的接入网络为可能的候选接入网络；
A2、建立动态加权负载评估模型，并根据动态加权负载评估模型判断可能的候选接入网络之间的负载状态，选择可能的候选接入网络中正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其中，所述步骤B中具体包括：
B1、候选接入网络获取预先设置的各项评价指标；
B2、在各评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与评价指标总体目标的取值方向，建立归一化的评价模型。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其中，所述步骤C具体包括：
C1、根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型，采用信息熵理论平衡决定各评价指标的权重；
C2、求解接入网络选择决策模型，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
上述任一项所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其中，qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，动态加权负载评估模型记为Load[i]，wj为引入的权重，则所述动态加权负载评估模型Load[i]具体为：
一种在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述系统包括：
候选接入网络选择模块，用于获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；
评价模型建立模块，用于候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；
网络接入模块，用于根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述候选接入网络选择模块具体包括：
移动轨迹获取单元，用于获取移动终端群组中移动终端的移动轨迹，分析移动终端的移动方向模式，所述移动终端移动方向上的接入网络为可能的候选接入网络；
候选接入网络选择单元，用于建立动态加权负载评估模型，并根据动态加权负载评估模型判断可能的候选接入网络之间的负载状态，选择可能的候选接入网络中正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述评价模型建立模块具体包括：
评价指标获取单元，用于候选接入网络获取预先设置的各项评价指标；
模型建立单元，用于在各评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与评价指标总体目标的取值方向，建立归一化的评价模型。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述网络接入模块具体包括：
权重获取单元，用于根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型，采用信息熵理论平衡决定各评价指标的权重；
网络接入单元，用于求解接入网络选择决策模型，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
上述任一项所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，动态加权负载评估模型记为Load[i]，wj为引入的权重，则所述动态加权负载评估模型Load[i]具体为：
本发明提供了一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统，本发明可使群组移动中的移动终端通过建立的模型最终在候选接入网络中选择接入最优的网络，有效降低群组移动中移动终端的切换中断率，保证网络吞吐量，为移动终端接入最优网络提供了方便。
附图说明
图1为本发明的一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法的较佳实施例的流程图。
图2为本发明的一种在移动终端群组移动过程中的网络接入系统的较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法的较佳实施例的流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤S100、获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络。
具体实施时，通过获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，并设计动态加权评估模型，根据机会接入的思想，根据评估模型计算结果选择正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
其中动态模型所述动态加权负载评估模型Load[i]具体为：
其中，qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，动态加权负载评估模型记为Load[i]，wj为引入的权重，可动态调整。
步骤S200、候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型。
具体实施时，其中评价指标包括主观评价指标和客观评价指标。主观指标包括用户偏好，客观评价指标包括应用QoS请求及网络条件。根据主、客观评价指标建立归一化的评价模型，从而可对候选接入网络进行评价。
步骤S300、根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
具体实施时，以优化整个网络系统的性能为总目标，设计面向移动终端群组移动的接入网络选择决策模型，求解所述接入网络选择决策模型，为所述移动终端选择最优的接入网络。
进一步的实施例中，所述步骤S100具体包括：
步骤S101、获取移动终端群组中移动终端的移动轨迹，分析移动终端的移动终端方向模式，所述移动终端移动方向上的接入网络为可能的候选接入网络；
步骤S102、建立动态加权负载评估模型，并根据动态加权负载评估模型判断可能的候选接入网络之间的负载状态，选择可能的候选接入网络中正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
具体实施时，通过对所述移动终端的移动轨迹的分析，分析所述移动终端的移动方向模式，以θ作为所述移动终端的移动方向，所述移动终端移动方向的概率密度函数为f(θ)＝1/2π,(-π＜θ＜θ)，在所述移动终端移动方向上的接入网络都有可能被选为最终的接入网络；
为所述移动终端移动方向上的接入网络设计动态加权负载评估模型。引入如下参数：qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，前者可反映出接入网络的传输服务能力，后两者可反映出接入网络当前的潜在通信强度。在此基础上，设计接入网络动态加权负载评估模型，如下式所示，其中，wj为引入的权重，可动态调节。如果所述接入网络当前队列长度等于队列最大长度，或者最近一个周期内所述接入网络的会话到达率超出了能力范围内允许的最大会话到达率，或者所述接入网络当前所服务的移动终端的数量超出了能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，则可直接认为所述接入网络当前负载情况评估值为1，状态为过载。
否则，将根据所述动态加权负载评估模型对所述接入网络负载情况的评估情况，将所述接入网络的负载状态划分为：过载、正常非过载。如果Load[i]≥threshold(threshold为引入的阈值)，则认为所述接入网络的当前负载状态为过载，否则为正常。在此基础上，引入机会接入的思想，选择正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
进一步的，所述步骤S200具体包括：
步骤S201、候选接入网络获取预先设置的各项评价指标；
步骤S202、在各评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与评价指标总体目标的取值方向，建立归一化的评价模型。
具体实施时，为所述候选接入网络选择主、客观评价指标作为评判依据，如：用户偏好、应用QoS请求及网络条件等；在所述各评价指标的评价体系中，由于所考虑的评价体系属性在取值方向上可能与所述评价指标的总体目标不一致，采用隶属度函数统一各评价体系属性与所述评价指标总体目标的取值方向，为所述评价指标设计归一化的评价模型。
如果所述评价体系属性是收益型的，则所述评价体系属性与所述评价指标总体目标的取值方向一致；如果所述评价体系属性是成本型的，则所述评价体系属性与所述评价指标总体目标的取值方向不一致，采用隶属度函数y′＝1-y,0≤y≤1对所述评价体系属性进行处理，统一所述评价体系属性与所述评价指标总体目标的取值方向。为所述各评价指标设计的归一化评价模型如下式所示。
其中，Condition(net)、QoS(app)及Preference(user)为引入的所述评价指标，分别表示网络条件、应用QoS请求及用户偏好。xij为决策变量，如果xij＝1，表示第i个移动终端选中了第j个接入网络作为服务网络，否则xij＝0。在所述评价指标：网络条件的评价体系中，引入的评价体系属性包括：负载强度(Load)，网络延迟(Delay)，可用带宽(Bandwidth)及拥塞强度(Congestion)，其中负载强度(Load)，网络延迟(Delay)及拥塞强度(Congestion)属于成本型评价体系属性，可用带宽(Bandwidth)属于收益性评价体系属性，αi表示为所述评价体系属性引入的权重。在所述评价指标：应用QoS请求的评价体系中，引入的评价体系属性包括：数据传输速率(Rate)，通信延迟(Latency)及数据丢包率(Loss)，其中通信延迟(Latency)及数据丢包率(Loss)为成本型评价体系属性，数据传输速率(Rate)为收益性评价体系属性，βi表示为所述评价体系属性引入的权重。在所述评价指标：用户偏好的评价体系中，引入的评价体系属性包括：费用(Cost)及能耗(Energy)，两者均为成本型评价体系属性，γi表示为所述评价体系属性引入的权重。
进一步的实施例中，所述步骤S300具体包括：
步骤S301、根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型，采用信息熵理论平衡决定各评价指标的权重；
步骤S302、求解接入网络选择决策模型，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
具体实施时，在引入的所述各评价指标评价模型的基础上，以优化整个网络系统的性能为总目标，设计面向移动终端群组移动的接入网络选择决策模型，如下式所示。
其中，Max(Performance(system))表示为最大化整个系统的性能，ωk表示为所述各评价指标引入的权重。
采用智能进化算法对所述接入网络选择决策模型进行求解，为所述群组移动中的移动终端选择最优的接入网络。
本发明还提供了一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，通过分析移动终端的移动方向模式，设计动态加权负载评估模型，引入机会接入的思想，选择正常非过载的接入网络作为候选接入网络；考虑所述候选接入网络的主、客观评价指标，在所述评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与所述评价指标总体目标的取值方向，设计归一化的评价模型；以优化整个网络系统性能为总目标，设计面向移动终端群组移动的接入网络选择决策模型，并采用信息熵理论来平衡决定所述各评价指标的权重；求解所述接入网络选择决策模型，为所述群组移动中的移动终端选择最优的接入网络。本发明可降低群组移动中移动终端的切换中断率，保证网络吞吐量。
在上述方法实施例的基础上，本发明还提供了一种在移动终端群组移动过程中的网络接入系统的较佳实施例的功能原理框图，如图2所示，所述系统包括：
候选接入网络选择模块100，用于获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；具体如上所述。
评价模型建立模块200，用于候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；具体如上所述。
网络接入模块300，用于根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入；具体如上所述。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述候选接入网络选择模块具体包括：
移动轨迹获取单元，用于获取移动终端群组中移动终端的移动轨迹，分析移动终端的移动方向模式，所述移动终端移动方向上的接入网络为可能的候选接入网络；具体如上所述。
候选接入网络选择单元，用于建立动态加权负载评估模型，并根据动态加权负载评估模型判断可能的候选接入网络之间的负载状态，选择可能的候选接入网络中正常非过载的接入网络作为候选接入网络；具体如上所述。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述评价模型建立模块具体包括：
评价指标获取单元，用于候选接入网络获取预先设置的各项评价指标；具体如上所述。
模型建立单元，用于在各评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与评价指标总体目标的取值方向，建立归一化的评价模型；具体如上所述。
所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，所述网络接入模块具体包括：
权重获取单元，用于根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型，采用信息熵理论平衡决定各评价指标的权重；具体如上所述。
网络接入单元，用于求解接入网络选择决策模型，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入；具体如上所述。
上述任一项所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其中，qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，动态加权负载评估模型记为Load[i]，wj为引入的权重，则所述动态加权负载评估模型Load[i]具体为：
综上所述，本发明提供了一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法及系统，所述方法包括：获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。本发明可使群组移动中的移动终端接入最优的网络，降低群组移动中移动终端的切换中断率，保证网络吞吐量。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其特征在于，方法包括：
A、获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；
所述动态加权负载评估模型Load[i]具体为：
B、候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；
所述各评价指标设计的归一化评价模型如下式所示，
C、根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入；
设计面向移动终端群组移动的接入网络选择决策模型，如下式所示；
2.根据权利要求1所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
A1、获取移动终端群组中移动终端的移动轨迹，分析移动终端的移动方向模式，所述移动终端移动方向上的接入网络为可能的候选接入网络；
A2、建立动态加权负载评估模型，并根据动态加权负载评估模型判断可能的候选接入网络之间的负载状态，选择可能的候选接入网络中正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
3.根据权利要求2所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其特征在于，所述步骤B中具体包括：
B1、候选接入网络获取预先设置的各项评价指标；
B2、在各评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与评价指标总体目标的取值方向，建立归一化的评价模型。
4.根据权利要求3所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
C1、根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型，采用信息熵理论平衡决定各评价指标的权重；
C2、求解接入网络选择决策模型，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
5.根据权利要求1～4任一项所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入方法，其特征在于，qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，动态加权负载评估模型记为Load[i]，wj为引入的权重。
6.一种在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其特征在于，所述系统包括：
候选接入网络选择模块，用于获取移动终端群组中移动终端的移动方向模式，建立动 态加权负载评估模型，根据评估模型计算的评估结果选择候选接入网络；所述动态加权负 载评估模型Load[i]具体为：
评价模型建立模块，用于候选接入网络获取评价指标，根据评价指标建立归一化的评价模型；
所述各评价指标设计的归一化评价模型如下式所示，
网络接入模块，用于根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型并求解，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入设计面向移动终端群组移动的接入网络选择决策模型，如下式所示；
7.根据权利要求6所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其特征在于，所述候选接入网络选择模块具体包括：
移动轨迹获取单元，用于获取移动终端群组中移动终端的移动轨迹，分析移动终端的移动方向模式，所述移动终端移动方向上的接入网络为可能的候选接入网络；
候选接入网络选择单元，用于建立动态加权负载评估模型，并根据动态加权负载评估模型判断可能的候选接入网络之间的负载状态，选择可能的候选接入网络中正常非过载的接入网络作为候选接入网络。
8.根据权利要求7所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其特征在于，所述评价模型建立模块具体包括：
评价指标获取单元，用于候选接入网络获取预先设置的各项评价指标；
模型建立单元，用于在各评价指标的评价体系中，采用隶属度函数统一各评价体系属性与评价指标总体目标的取值方向，建立归一化的评价模型。
9.根据权利要求8所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其特征在于，所述网络接入模块具体包括：
权重获取单元，用于根据归一化的评价模型建立移动终端群组的接入网络选择决策模型，采用信息熵理论平衡决定各评价指标的权重；
网络接入单元，用于求解接入网络选择决策模型，求解的结果为最优的接入网络，移动终端群组通过最优的接入网络进行网络接入。
10.根据权利要求6-9任一项所述的在移动终端群组移动过程中的网络接入系统，其特征在于，qi、Qi分别表示接入网络的当前队列长度和队列最大长度，si、Si分别表示最近一个周期内接入网络的会话到达率和能力范围内允许的最大会话到达率，ki、Ki分别表示接入网络当前所服务的移动终端的数量和能力范围内所能提供服务的最大移动终端的数量，动态加权负载评估模型记为Load[i]，wj为引入的权重。
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