CN107277895B - 一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置，所述方法包括：先获得异构网络中每个业务的可用网络的排序列表；再根据每个业务的可用网络的排序列表获得异构网络的多个网络接入策略；根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。应用本发明实施例能够考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置。
背景技术
所谓异构网络，就是由不同系统、计算机等各种设备组成的，大部分情况下支持不同的功能或应用并且运行在不同的协议上的网络类型。当前通信技术飞速发展，不同的通信技术有着不同的特性。比如移动蜂窝网络安全性高、覆盖面积大，卫星通信覆盖面积极大但费用较高，wifi(Wireless-Fidelity，无线连接)通信资费很低但覆盖面积较小，低功耗局域网zigbee功耗低但传输速度慢等。异构网络将不同特点的通信技术对应的网络有效的融合统一起来，以提高整个网络系统的利用率。网络异构化已经是无线通信网的趋势，充分利用现有的无线网络互补特性，扩大D2D(Device-to-Device，设备到设备)通信的服务范围，进一步提高全网的吞吐量和服务质量，有着十分重要的意义。
异构网络中存在多个用户，具体来说可以是多个D2D设备对，D2D设备对是一对互相连接并发起业务的设备对，D2D设备对发起的业务如：语音通话业务、文件传输业务等。为D2D设备对发起的各业务选择合适的接入网络，即D2D设备对的接入网络选择算法，是异构网络中网络业务分配的核心部分。
目前，在异构网络环境下，将业务特点、当前网络状况、用户偏好、终端信息等方面的多个属性纳入考虑范围内，形成了基于多属性决策的网络选择算法，已经成为异构网络接入选择问题的主流方法。常用的接入选择算法包括，简单加权法SAW、乘法指数加权法MEW、层次分析法AHP、灰度关联法GRA、TOPSIS(Technique for Order Preference bySimilarity to an Ideal Solution，优劣解距离法)、消去与转换法ELECTRE等。如TOPSIS是通过计算候选网络与网络参数理想值的接近程度，对各业务的候选网络分别进行排序，针对每个业务可以获得仅考虑该业务的最优网络。
然而，在对实际情况进行统计调研时发现，如果D2D设备对每次连接时都依照自身的最优网络接入，追求自身的最大服务质量，从个体理性出发的行为最终得到的纳什均衡解并不一定是异构网络的全局最优解，可能出现部分网络发生拥堵、而部分网络闲置的情况，导致异构网络的总体利用率较低、总体服务质量较差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置，能够提高异构网络的总体利用率和服务质量。具体技术方案如下：
本发明实施例公开了一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，包括：
获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；
将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；
根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；
利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；
根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；
根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；
根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。
进一步的，所述根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算，包括：
根据业务类型获取预设的业务权重，其中，所述业务类型包括直接交互业务和间接交互业务；
将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重；
将所述每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，所述网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。
进一步的，所述根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表，包括：
在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解；
计算各可用网络的正距离与负距离，其中，所述正距离为一可用网络与所述网络正理想解的距离，所述负距离为一可用网络与所述网络负理想解的距离；
根据所述正距离及所述负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，所述第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度；
将所述第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为所述业务的可用网络的排序列表，其中，所述可用网络的排序列表中排序第一的网络为所述业务的最优网络。
进一步的，所述根据所述每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，包括：
获取所述每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络；
获取异构网络中所有业务接入到所述候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。
进一步的，所述根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络，包括：
当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；
对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据所述博弈总效用值，获得所述至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；
对所述效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据所述纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；
将所述纳什均衡矩阵中高于纳什均衡解的网络接入策略作为候选接入策略，并在所述候选接入策略中确定一个候选接入策略为至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
进一步的，所述根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值，包括：
根据所述异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的所述至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，所述预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；
根据所述至少两个业务的网络参数的加权权重、所述各网络参数对应的效用函数，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的效用值，作为网络参数的博弈效用值。
进一步的，所述获得至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵之后，所述方法还包括：
将所述效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得求和矩阵；
所述将所述纳什均衡矩阵中高于纳什均衡解的网络接入策略作为候选接入策略，并在所述候选接入策略中确定一个候选接入策略为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，包括：
将所述求和矩阵和所述纳什均衡矩阵相减，获得提升矩阵，在所述提升矩阵的各元素中遍历正数项，获得多个正数项对应的网络接入策略为高于纳什均衡解的候选接入策略；
当所述至少两个业务是由一个D2D设备对发起的，确定所述候选接入策略中对应正数项大的候选接入策略，为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，当所述至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的，根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
本发明实施例还公开了一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置，包括：
信息获取模块，用于获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；
网络筛选模块，用于将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；
加权模块，用于根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；
效用值计算模块，用于利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；
排序列表获取模块，用于根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；
网络接入策略获取模块，用于根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；
接入网络确定模块，用于根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。
进一步的，所述加权模块，具体用于：
根据业务类型获取预设的业务权重，其中，所述业务类型包括直接交互业务和间接交互业务；
将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重；
将所述每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，所述网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。
进一步的，所述排序列表获取模块，具体用于：
在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解；
计算各可用网络的正距离与负距离，其中，所述正距离为一可用网络与所述网络正理想解的距离，所述负距离为一可用网络与所述网络负理想解的距离；
根据所述正距离及所述负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，所述第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度；
将所述第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为所述业务的可用网络的排序列表，其中，所述可用网络的排序列表中排序第一的网络为所述业务的最优网络。
进一步的，所述网络接入策略获取模块，具体用于：
获取所述每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络；
获取异构网络中所有业务接入到所述候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。
进一步的，所述接入网络确定模块，包括：
博弈效用值获取子模块，用于当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；
效用矩阵获取子模块，用于对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据所述博弈总效用值，获得所述至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；
纳什均衡矩阵获取子模块，用于对所述效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据所述纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；
博弈后的网络接入策略获取子模块，用于将所述纳什均衡矩阵中高于纳什均衡解的网络接入策略作为候选接入策略，并在所述候选接入策略中确定一个候选接入策略为至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
进一步的，所述博弈效用值获取子模块，具体用于：
根据所述异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的所述至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，所述预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；
根据所述至少两个业务的网络参数的加权权重、所述各网络参数对应的效用函数，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的效用值，作为网络参数的博弈效用值。
进一步的，所述装置还用于：
将所述效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得求和矩阵；
所述博弈后的网络接入策略获取子模块，具体用于：
将所述求和矩阵和所述纳什均衡矩阵相减，获得提升矩阵，在所述提升矩阵的各元素中遍历正数项，获得多个正数项对应的网络接入策略为高于纳什均衡解的候选接入策略；
当所述至少两个业务是由一个D2D设备对发起的，确定所述候选接入策略中对应正数项大的候选接入策略，为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，当所述至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的，根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
本发明实施例提供的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置，先针对异构网络中D2D设备对的每个业务获得对应的可用网络的排序列表，并基于可用网络的排序列表，重新确定多个业务博弈后的最终接入网络，相比于现有技术，本发明实施例并非依据每个业务的可用网络的排序列表中的最优网络直接对各业务进行接入，而是考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。
当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的一种流程图；
图2为本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的另一种流程图；
图3为本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置的一种结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法及装置，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率。下面对本发明实施例方法进行介绍。
参见图1，图1为本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的一种流程图，包括如下步骤：
步骤101，获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数。
本发明实施例由网络的处理器或服务器执行，处理器或服务器可以为具有计算功能的设备，如计算机等。
异构网络中存在多个网络及设备，多个设备之间可以相互交互发起各种业务，如语音通话业务、视频业务、文件传输业务等等，设备之间进行业务交互可以D2D设备对的形式进行。本发明针对的场景包括：多个D2D设备对，每一个D2D设备对发起一个业务，以及一个D2D设备对发起多个业务。本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的目的是，考虑异构网络的总体利用率和服务质量，为每个业务选择合适的网络进行接入，以使D2D设备对进行相应的业务。
本发明实施例可以获取异构网络中已经配对完成的D2D设备对的名称、数量、D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数，其中，网络参数可以包括带宽、时延、费用、安全性等。业务对网络参数的需求值体现支持业务正常进行，及满足用户服务质量的网络参数的要求，如对带宽、时延等的需求值，本发明实施例获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数的目的是，将获取的上述信息作为基础数据，在后续步骤通过一系列的计算，为每个业务寻求到合适的接入网络。
步骤102，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络。
异构网络中存在多个网络，对每个业务而言，面对异构网络中的所有网络进行接入网络选择计算量较大，因此，可以利用每个业务对网络参数的需求值对异构网络中的网络进行初步筛选，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络。如，一业务对带宽、时延、费用、安全性的需求值分别是a、b、c、d，则将带宽满足a、时延满足b、费用满足c、安全性满足d的网络作为该业务的可用网络。本发明实施例也可以对各网络参数预先设置一个最低的阈值，将满足一业务的各网络参数的最低的阈值的网络，作为该业务的可用网络。根据网络参数对网络进行筛选获得每个业务的可用网络的方法在此不做限制，通过该步骤，本发明可以对每个业务获得初步满足业务需求的，数量少于异构网络中所有网络数量的可用网络，从而减小后续的计算量。
步骤103，根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算。
本发明实施例对业务预设有业务权重，具体的，还可以将业务进行分类，不同的业务类型预设不同的业务权重，以便于更准确的衡量每个业务类型的用户服务质量的重要程度。如针对用户而言，语音通话业务相对于文件传输业务可能重要性更高，因而本发明实施例可以预设语音通话业务的业务权重大于文件传输业务的业务权重。
本发明实施例还预设每个业务的网络参数权重，也就是针对每一个业务，预先设置每个业务下的网络参数的权重值，如预设语音通话业务下，带宽、时延、费用、安全性各自的权重。每个业务下的网络参数的权重值体现，一个具体的业务的各网络参数的用户服务质量的重要程度，如针对文件传输业务而言，可能对带宽要求更高，因此，可以预设文件传输业务下带宽的权重大于费用、时延、安全性的权重。本发明实施例的预设的每个业务的网络参数权重可以为一网络参数权重列表，其中列举了各个业务下网络参数的权重值，在具体实施过程中，通过查询该网络参数权重列表，可以方便、快速地获得对应业务的网络参数权重，提高计算速度。
本发明实施例根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，其中，获取每个业务的网络参数的加权权重的过程可以是对预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重的不同计算过程，如加法计算、乘法计算等等。本发明实施例的每个业务的网络参数的加权权重从整体上体现，一个业务的某一个网络参数的用户服务质量的重要程度，也就是用户对具体一个业务的某一个网络参数的需求重要程度。本发明实施例利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算，能够在具体的网络参数中体现用户需求的重要程度，针对于每个业务的可用网络，可以使每个业务的可用网络的网络参数携带用户需求的重要程度，使得后续步骤对每个业务的可用网络的网络参数进一步的选择能够与用户的需求符合度更高。
步骤104，利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值。
本发明实施例针对不同类型的网络参数预设不同的效用函数，如效益性网络参数包括带宽和安全性，成本性网络参数包括时延和费用，本发明实施例将加权后的每个业务的可用网络的网络参数利用对应的效用函数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值。其中，利用效用函数是为了可以更好反映一业务的各可用网络的网络参数与该业务需求的匹配程度，效用值将网络的不同属性以不同的权重加权，可以视为同一坐标系下对所有网络的归一化值，用于后续评判各可用网络与业务需求的匹配程度，为业务选择匹配程度高的接入网络。
步骤105，根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表。
优劣解距离TOPSIS法为现有方法，主要实施过程后文进行详细阐述。
根据步骤105，本发明实施例可以获得每个业务的可用网络的排序列表，依照现有技术，通常是将每个业务接入到对应的最优网络中，但是可能导致有的网络拥堵，有的网络闲置，异构网络的整体利用率低，服务质量不高，本发明实施例在后续步骤基于异构网络的网络利用率和服务质量，对每个业务的可用网络的排序列表重新调整，重新选择每个业务的接入网络。
步骤106，根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络。
本发明实施例根据获得的每个业务的可用网络的排序列表，如业务1的可用网络排序列表中排序为：网络11、网络12，…，网络1m，业务2的可用网络排序列表中排序为：网络21、网络22，…，网络2n，其中m、n为大于0的正整数，需要说明的是，业务1的可用网络排序列表中的网络与业务2的可用网络排序列表中的网络可以相同。本发明实施例根据上述可用网络，可以获得异构网络的多个网络接入策略，其中，可以选择业务1、业务2的可用网络排序列表中所有的可用网络，也可以选择业务1、业务2的可用网络排序列表中部分可用网络，获得业务1和业务2接入选择出的业务1、业务2的可用网络排序列表中可用网络的所有组合方式，如，选择业务1、业务2的可用网络排序列表中排序在前的2个可用网络：网络11、网络12、网络21、网络22，则获得的异构网络的多个网络接入策略为业务1和业务2接入网络11、网络12、网络21、网络22的所有组合方式，最终获得的每个网络接入策略包括业务1和业务2各自选择的接入网络。本步骤获取到异构网络的多个网络接入策略，以在后续步骤通过多业务博弈在多个网络接入策略中获得最终的网络接入策略完成业务的网络接入选择。
步骤107，根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。
本发明实施例预设的多业务下网络参数博弈原则实际为多业务在同一网络参数中的分配原则，如带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；如同时有两个业务A、B接入到网络1中，则网络1的带宽分配是对该两个业务均分，网络1的时延分配依据信号衰减公式分别计算业务A、B的时延，网络1的费用和安全性保持不变。
本发明实施例根据预设的多业务下网络参数博弈原则，可以先利用各个可用网络的网络参数、加权权重、效用函数计算出，步骤106获得的多个网络接入策略中，各个可用网络的网络参数的博弈效用值，继而可以根据该网络参数的博弈效用值，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，实现对网络接入策略的初步筛选，然后在高于纳什均衡解的网络接入策略中，确定业务博弈后的一个网络接入策略作为最终的网络接入策略，将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。本发明实施例考虑到异构网络中多个网络接入策略下，多业务的业务博弈，对网络接入策略利用纳什均衡解进行初步筛选，然后在筛选后的网络接入策略中进一步确定最终的网络接入策略，实现对各业务的接入网络的重新调整。
可见，本发明实施例提供的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，首先，获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；其次，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；再次，根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；接下来，利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；然后，根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；再然后，根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；最后根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。
相比于现有技术，本发明实施例并非依据每个业务的可用网络的排序列表中的最优网络直接对各业务进行接入，而是考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。
基于图1，本发明提出了一种优选的实施例，参见图2，图2为本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的另一种流程图，包括如下步骤：
步骤201，获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数。该步骤同步骤101，具体过程不再赘述。
步骤202，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络。该步骤同步骤102，具体过程不再赘述。
步骤203，根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算。步骤203具体包括：
第一步，根据业务类型获取预设的业务权重，其中，业务类型包括直接交互业务和间接交互业务。
本发明实施例将业务类型分为直接交互业务和间接交互业务，直接交互业务为前台操作进行的业务，如语音通话业务、视频业务等，间接交互业务为可以以后台操作进行的业务，如文件传输业务等，直接交互业务相比于间接交互业务，对用户服务质量的重要程度更高，因此，直接交互业务的预设的业务权重大于间接交互业务的设的业务权重，本发明实施例可以预设不同的合理数值作为直接交互业务和间接交互业务的业务权重，如直接交互业务的业务权重为1，间接交互业务的业务权重为0.5等。
第二步，将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重。
如一语音通话业务，作为直接交互业务，其业务权重为1，获取预设的每个业务的网络参数权重，如语音通话业务下，带宽的权重为a、时延的权重为b、费用的权重为c、安全性的权重为d，则获得语音通话业务下，带宽的加权权重为1*a、时延的加权权重为1*b、费用的加权权重为1*c、安全性的加权权重为1*d。
第三步，将每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。
如，针对上述示例的语音通话业务，将该语音通话业务的每个可用网络的带宽、时延、费用、安全性分别与对应的加权权重相乘，获得加权后的该语音通话业务的可用网络的带宽、时延、费用、安全性。
具体的，本发明实施例可以用一决策矩阵表示一业务下可用网络的网络参数，如：
其中，X为决策矩阵，xij表示一业务的第i个可用网络在第j个网络参数的取值，i∈M,j∈N，M＝{1,2,…,m}为可以网络的下标集，N＝{1,2,…,n}为网络参数的下标集。在本发明实施例中n为4，即网络参数包括带宽、时延、费用、安全性这四个值。因此，针对一业务，x11为该业务的第一个可用网络，也就是可用网络1中带宽的值，x12为可用网络1中时延的值，x13为可用网络1中费用的值，x14为可用网络1中安全性的值…。本发明实施例针对每个业务都可以获取到该业务的决策矩阵。
本发明在获取一业务的决策矩阵之后，可以对该决策矩阵进行归一化，以减小网络参数的数值，简化后续的计算，具体采用如下归一化公式：
其中，uij为归一化后的网络参数。
本发明实施例用一权值矩阵表示该业务下可用网络的网络参数的加权权重，然后用归一化后的决策矩阵与权值矩阵相乘，获得一加权后的网络参数的矩阵为加权后的决策矩阵。
步骤204，利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值。
本发明实施例将上述加权后的决策矩阵中的元素，作为效用函数的输入值，计算得到一业务的可用网络的网络参数的效用值。
需要注意的是，本发明实施例中，效益性网络参数的效用函数为：
成本性网络参数的效用函数为：
udownward(x)＝1-uupward(x)
其中，uupward为效益性网络参数的效用函数的输出值，即该效益性网络参数的效用值，udownward为成本性性网络参数的效用函数的输出值，即该成本性网络参数的效用值，x为加权后的决策矩阵中的元素，a,b为已知的预设参数。
步骤205，根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表。具体过程如下：
第一步，在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解。
本发明实施例针对每个业务，先在该业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解。如，针对一业务有3个可用网络；网络1、网络2、网络3，先获取到带宽的最优效用值是网络1中的带宽效用值1，获取到时延的最优效用值是网络2中的时延效用值2，获取到费用的最优效用值是网络3中的费用效用值3，获取到安全性的最优效用值是网络2中的安全性效用值2，则网络正理想解由带宽效用值1、时延效用值2、费用效用值3、安全性效用值2构成。网络负理想解的获取过程类似。
第二步，计算各可用网络的正距离与负距离，其中，正距离为一可用网络与网络正理想解的距离，负距离为一可用网络与网络负理想解的距离。
针对每个业务，计算网络正理想解的各网络参数最优效用值与一可用网络的各网络参数的效用值的差，获得本发明实施例求解该业务的每个可用网络与网络正理想解的距离，即正距离
其中，
为一业务的第i个可用网络与网络正理想解的距离，Vi1,Vi2,Vi3,Vi4分别是网络正理想解的最优带宽效用值、最优时延效用值、最优费用效用值、最优安全性效用值，
分别是第i个可用网络的带宽效用值、时延效用值、费用效用值、安全性效用值。
同理，求解该业务的每个可用网络与网络负理想解的距离，即负距离
利用上述步骤，本发明实施例针对每个业务，可以获得该业务的各可用网络的正距离
与负距离
第三步，根据正距离及负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度。
本发明实施例针对一业务的各可用网络的正距离
与负距离
利用以下公式计算第一接近度Ci：
第四步，将第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为业务的可用网络的排序列表，其中，可用网络的排序列表中排序第一的网络为业务的最优网络。
本发明实施例将一业务的第一接近度Ci由大至小排序，获得对应的网络排序列表为该业务的可用网络的排序列表，其中，可用网络的排序列表中排序第一的网络为业务的最优网络。应用上述方法，本发明实施例可以获得每个业务的可用网络的排序列表。
步骤2061，获取每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络。
针对每个业务的可用网络的排序列表，本发明实施例可以选取排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络，以减少后续网络接入策略的计算量，预设数量可以设置为任何小于该排序列表的网络数量的数值，如可以设置为2、3等数值，当然，在一可用网络的排序列表的网络数量较少时，如不超过一阈值如5时，可以将该可用网络的排序列表的所有网络作为候选接入网络。
步骤2062，获取异构网络中所有业务接入到候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。
如，异构网络中存在两个业务A和B，根据上述步骤获取的候选接入网络为网络1和网络2，则获得的网络接入策略为：策略1是A接入网络1，B接入网络1，策略2是A接入网络1，B接入网络2，策略3是A接入网络2，B接入网络1，策略4是A接入网络2，B接入网络2。
步骤2071，当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则。
当存在至少两个业务的最优网络相同时，本发明实施例根据预设的多业务下网络参数博弈原则，对至少两个业务在每个网络接入策略下的各网络参数进行分配，获得业务博弈后的网络参数，在该步骤中，假设本申请实施例中业务A、B的最优网络相同，获得的网络接入策略为上述步骤2062所示的策略1～策略4。参见表1，表1为博弈后的至少两个业务，在每一个网络接入策略的网络参数的值。
表1
其中，预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则。其中，信号衰减公式为：
L＝38.45+10×n×log(dBm)
其中，信号衰减公式是计算不同位置的信号强度，dBm为获取到的信号功率值，而时延是根据距离信号发射源的距离进行计算的，如距离信号源为L的用户时延为网络初始时延+n*L/c，其中c为电磁波在空气中的传播速度，n为环境因子，为约定值，一般取2～4。
步骤2072，根据至少两个业务的网络参数的加权权重、各网络参数对应的效用函数，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的效用值，作为网络参数的博弈效用值。
如，对表1中，博弈后的至少两个业务，在每一个网络接入策略的网络参数的值，分别用对应的加权权重加权，将加权后的网络参数带入对应的效用函数，计算获得网络参数的博弈效用值，可以理解的是，在每一个网络接入策略下，各业务有带宽的博弈效用值、时延的博弈效用值、费用的博弈效用值、安全性的博弈效用值共四个博弈效用值。
步骤2073，对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据博弈总效用值，获得至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵。
如，对表1中，每一个网络接入策略下，业务A的带宽的博弈效用值、时延的博弈效用值、费用的博弈效用值、安全性的博弈效用值相加，获得该网络接入策略下业务A的博弈总效用值，同理，获得所有网络接入策略下业务A、B的博弈总效用值，可以理解的是，在每一个网络接入策略下，各业务有一个博弈总效用值。参见表2，表2为博弈后的至少两个业务，在每一个网络接入策略的博弈总效用值的具体一示例，表2中各网络接入策略的博弈总效用值构成效用矩阵。
表2
步骤2074，将效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得求和矩阵。
如，对上述表2的效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得的求和矩阵为：
步骤2075，对效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据纳什均衡解获得纳什均衡矩阵。
对效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解是现有技术，在此不做赘述，针对前述示例，获得的纳什均衡矩阵为：
步骤2076，将求和矩阵和纳什均衡矩阵相减，获得提升矩阵，在提升矩阵的各元素中遍历正数项，获得多个正数项对应的网络接入策略为高于纳什均衡解的候选接入策略。
如，本发明实施例针对上述的求和矩阵和纳什均衡矩阵求差值，获得的提升矩阵为：
在提升矩阵的各元素yij中遍历正数项，为y12和y21，则y12和y21对应的网络接入策略2和网络接入策略3为高于纳什均衡解的候选接入策略。
步骤2077，当至少两个业务是由一个D2D设备对发起的，确定候选接入策略中对应正数项大的候选接入策略，为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，当至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的，根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
如前，本发明针对的场景包括：多个D2D设备对各自发起一个业务，以及一个D2D设备对发起多个业务。对应在本步骤，本发明实施例具体针对以下两种场景：
场景一，至少两个业务是由一个D2D设备对发起的。具体来说，异构网络中存在仅有的一个D2D设备对，但是该D2D设备对发起了至少两个业务。
在场景一下，本发明实施例可以在提升矩阵的各元素yij中遍历的正数项中获取一个最大值，将该最大的正数项对应的候选接入策略，作为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，如果无法获取最大的正数项，则可以按照预设原则获取一个正数项对应的候选接入策略，作为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，其中预设原则可以为依据任务发起时间，选择有利于业务发起时间较早业务的原则，或者采取随机原则，等等。
在场景一下，确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略之后，本申请实施例方法还包括：将博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中至少两个业务的最终接入网络，并依据对应的最终接入网络接入至少两个业务。
需要说明的是，针对一个D2D设备对发起的至少两个业务，依据流接入原理，将每个业务流分别接入对应的最终接入网络。
场景二，至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的。具体来说，异构网络中存在至少两个D2D设备对，每个D2D设备对发起一个业务，则异构网络中存在至少两个业务。
在场景二下，本发明实施例根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
异构网络中一个D2D设备对可以称之为一个用户，本发明实施例为每个用户设置一个补偿值，本发明实施例根据用户的补偿值，从候选接入策略中确定最终的接入策略，以上述示例继续说明：
上述步骤获得的候选接入策略为网络接入策略2和网络接入策略3，且网络接入策略2和网络接入策略3的正数项相同：
如果此时用户A的补偿值高，则选择对A有利的策略，即网络接入策略2。
如果此时用户B的补偿值高，则选择对B有利的策略，即网络接入策略3。
如果此时用户A和B的补偿值相同，则依据任务发起时间，选择有利于业务发起时间较早业务的原则，选择最终的网络接入策略，其中，一网络接入策略对A有利体现在该策略下A的博弈总效用值大于另一网络接入策略下A的博弈总效用值。
作为另一种可能情况，假如上述步骤获得的候选接入策略为网络接入策略2和网络接入策略3，且网络接入策略2的正数项大于网络接入策略3的正数项：
如果此时用户A的补偿值高，则选择对A有利的策略，即网络接入策略2。
如果此时用户B的补偿值高，则先模拟选择有利于用户B的网络接入策略3的情况，若选择网络接入策略3，且用户A、B的补偿值修改完毕后，用户B的补偿值仍然高于用户A的补偿值，则选择有利于用户B的网络接入策略3。
如果此时用户B的补偿值高，则先模拟选择有利于用户B的网络接入策略3的情况，若选择网络接入策略3，且用户A、B的补偿值修改完毕后，用户B的补偿值低于用户A的补偿值，则选择有利于用户A的网络接入策略2。
在场景二下，确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略之后，本发明实施例方法还包括，对用户的补偿值进行修正，以用于下一次的多用户的接入网络选择。补偿值修正公式为：
其中，
为补偿值变化量，针对上述示例计算获得：
因为选择的最终的接入策略对A有利，
以对A、B的补偿值得到平衡，使得对各用户的接入网络的选择更加公平。其中，用户的初始补偿值为预设的一数值。
可见，本发明实施例提供的基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，首先，获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；其次，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；再次，根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；接下来，利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；然后，根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；再然后，根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；最后当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略，并将博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中至少两个业务的最终接入网络。
本发明实施例先针对异构网络中D2D设备对的每个业务获得对应的可用网络的排序列表，并基于可用网络的排序列表，重新确定多个业务博弈后的最终接入网络，能够针对多个D2D设备对各自发起一个业务，以及一个D2D设备对发起多个业务两种场景，获得业务博弈后的，至少两个业务的最终接入网络。相比于现有技术，本发明实施例并非依据每个业务的可用网络的排序列表中的最优网络直接对各业务进行接入，而是考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。
参见图3，图3为本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置的一种结构图，包括：
信息获取模块301，用于获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；
网络筛选模块302，用于将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；
加权模块303，用于根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；
效用值计算模块304，用于利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；
排序列表获取模块305，用于根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；
网络接入策略获取模块306，用于根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；
接入网络确定模块307，用于根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。
可见，本发明实施例提供的基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置，首先，获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；其次，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；再次，根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；接下来，利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；然后，根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；再然后，根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；最后根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络。相比于现有技术，本发明实施例并非依据每个业务的可用网络的排序列表中的最优网络直接对各业务进行接入，而是考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。
需要说明的是，本发明实施例的装置是应用上述基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的装置，则上述应用于基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。
在图3的基础上，作为优选的实施例，本发明实施例的基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置的另一种结构，包括：
本发明实施例的加权模块，具体用于：
根据业务类型获取预设的业务权重，其中，业务类型包括直接交互业务和间接交互业务；
将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重；
将每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。
本发明实施例的排序列表获取模块，具体用于：
在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解；
计算各可用网络的正距离与负距离，其中，正距离为一可用网络与网络正理想解的距离，负距离为一可用网络与网络负理想解的距离；
根据正距离及负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度；
将第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为业务的可用网络的排序列表，其中，可用网络的排序列表中排序第一的网络为业务的最优网络。
本发明实施例的网络接入策略获取模块，具体用于：
获取每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络；
获取异构网络中所有业务接入到候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。
本发明实施例的接入网络确定模块，包括：
博弈效用值获取子模块，用于当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；
效用矩阵获取子模块，用于对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据博弈总效用值，获得至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；
纳什均衡矩阵获取子模块，用于对效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；
博弈后的网络接入策略获取子模块，用于将纳什均衡矩阵中高于纳什均衡解的网络接入策略作为候选接入策略，并在候选接入策略中确定一个候选接入策略为至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
本发明实施例的博弈效用值获取子模块，具体用于：
根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；
根据至少两个业务的网络参数的加权权重、各网络参数对应的效用函数，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的效用值，作为网络参数的博弈效用值。
本发明实施例的装置还用于：将效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得求和矩阵；
博弈后的网络接入策略获取子模块，具体用于：
将求和矩阵和纳什均衡矩阵相减，获得提升矩阵，在提升矩阵的各元素中遍历正数项，获得多个正数项对应的网络接入策略为高于纳什均衡解的候选接入策略；
当至少两个业务是由一个D2D设备对发起的，确定候选接入策略中对应正数项大的候选接入策略，为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，当至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的，根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
可见，本发明实施例提供的基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置，首先，获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；其次，将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；再次，根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；接下来，利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；然后，根据每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；再然后，根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；最后当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在高于纳什均衡解的网络接入策略中确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略，并将博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中至少两个业务的最终接入网络。相比于现有技术，本发明实施例并非依据每个业务的可用网络的排序列表中的最优网络直接对各业务进行接入，而是考虑到多个业务在异构网络中的博弈，对各业务的接入网络进行整体调整，能够提高D2D设备对对于异构网络的总体利用率和服务质量。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择方法，其特征在于，包括：
获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；
将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；
根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，通过加法计算或乘法计算获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；
利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；
根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；
根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；
根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络；
所述根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络，包括：
当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；
对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据所述博弈总效用值，获得所述至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；
将所述效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得求和矩阵；
对所述效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据所述纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；
将所述求和矩阵和所述纳什均衡矩阵相减，获得提升矩阵，在所述提升矩阵的各元素中遍历正数项，获得多个正数项对应的网络接入策略为高于纳什均衡解的候选接入策略；
当所述至少两个业务是由一个D2D设备对发起的，确定所述候选接入策略中对应正数项大的候选接入策略，为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，当所述至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的，根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算，包括：
根据业务类型获取预设的业务权重，其中，所述业务类型包括直接交互业务和间接交互业务；
将预设的业务权重与预设的每个业务的网络参数权重对应相乘，获得每个业务的网络参数的加权权重；
将所述每个业务的网络参数的加权权重，与每个业务的可用网络的网络参数对应相乘，获得加权后的每个业务的可用网络的网络参数，其中，所述网络参数包括带宽、时延、费用、安全性。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表，包括：
在每个业务的可用网络中，获取各网络参数的最优效用值及最劣效用值，由所有网络参数的最优效用值构成网络正理想解，由所有网络参数的最劣效用值构成网络负理想解；
计算各可用网络的正距离与负距离，其中，所述正距离为一可用网络与所述网络正理想解的距离，所述负距离为一可用网络与所述网络负理想解的距离；
根据所述正距离及所述负距离，计算获得各可用网络的第一接近度，其中，所述第一接近度表示一可用网络接近网络正理想解并远离网络负理想解的程度；
将所述第一接近度由大至小排序，获得对应的网络排序列表为所述业务的可用网络的排序列表，其中，所述可用网络的排序列表中排序第一的网络为所述业务的最优网络。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，包括：
获取所述每个业务的可用网络的排序列表中，排序在前的预设数量个可用网络作为候选接入网络；
获取异构网络中所有业务接入到所述候选接入网络的所有组合方式，获得多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的候选接入网络。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值，包括：
根据所述异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的所述至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，所述预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；
根据所述至少两个业务的网络参数的加权权重、所述各网络参数对应的效用函数，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的效用值，作为网络参数的博弈效用值。
6.一种基于博弈论的异构网络下接入网络选择装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取异构网络中D2D设备对发起的业务、D2D设备对发起的业务对网络参数的需求值，及异构网络中每个网络的网络参数；
网络筛选模块，用于将网络参数满足每个业务对网络参数的需求值的网络，作为每个业务的可用网络；
加权模块，用于根据预设的业务权重、预设的每个业务的网络参数权重，通过加法计算或乘法计算获得每个业务的网络参数的加权权重，并利用所述加权权重对每个业务的可用网络的网络参数进行加权计算；
效用值计算模块，用于利用网络参数对应的效用函数对加权后的每个业务的可用网络的网络参数进行计算，获得每个业务的可用网络的网络参数的效用值；
排序列表获取模块，用于根据所述每个业务的可用网络的网络参数的效用值，利用优劣解距离TOPSIS法对每个业务的可用网络分别进行优劣排序，获得每个业务的可用网络的排序列表；
网络接入策略获取模块，用于根据每个业务的可用网络的排序列表，获得异构网络的多个网络接入策略，其中，每个网络接入策略包括异构网络中所有业务各自选择的接入网络；
接入网络确定模块，用于根据所述异构网络中每个网络的网络参数及预设的多业务下网络参数博弈原则，获取高于纳什均衡解的网络接入策略，在所述高于纳什均衡解的网络接入策略中确定业务博弈后的网络接入策略，并将所述业务博弈后的网络接入策略对应的网络作为异构网络中所有业务的最终接入网络；
所述接入网络确定模块，具体包括：
博弈效用值获取子模块，用于当存在至少两个业务的最优网络相同时，根据异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的博弈效用值；
效用矩阵获取子模块，用于对每一个业务，将每一个网络接入策略的所有网络参数的博弈效用值求和，获得每一个网络接入策略的网络参数的博弈总效用值，并根据所述博弈总效用值，获得所述至少两个业务的多个网络接入策略的效用矩阵；
求和矩阵获取子模块，用于将所述效用矩阵中，每个网络接入策略的所有业务的博弈总效用值相加，获得求和矩阵；
纳什均衡矩阵获取子模块，用于对所述效用矩阵，利用划线法求解纳什均衡解，并根据所述纳什均衡解获得纳什均衡矩阵；
博弈后的网络接入策略获取子模块，用于将所述求和矩阵和所述纳什均衡矩阵相减，获得提升矩阵，在所述提升矩阵的各元素中遍历正数项，获得多个正数项对应的网络接入策略为高于纳什均衡解的候选接入策略；
当所述至少两个业务是由一个D2D设备对发起的，确定所述候选接入策略中对应正数项大的候选接入策略，为至少两个业务的博弈后的网络接入策略，当所述至少两个业务是由至少两个D2D设备对分别发起的，根据至少两个D2D设备对的补偿值较大者确定至少两个业务的博弈后的网络接入策略。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于，所述博弈效用值获取子模块，具体用于：
根据所述异构网络中每个网络的网络参数，及预设的多业务下网络参数博弈原则，获得博弈后的所述至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数，所述预设的多业务下网络参数博弈原则包括：带宽均分原则、以信号衰减公式计算时延原则、费用不变原则、安全性不变原则；
根据所述至少两个业务的网络参数的加权权重、所述各网络参数对应的效用函数，获得博弈后的至少两个业务在每一个网络接入策略的网络参数的效用值，作为网络参数的博弈效用值。
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