基于认知的接入网络选择方法

摘要

本发明公开了一种基于认知的接入网络选择方法，主要解决现有方法没有综合考虑无线局域网中用户的移动性和网络当前负载情况而易造成网间切换频繁，网络资源利用不合理的问题。其实现过程为：蜂窝网络周期地预测蜂窝小区和WLAN小区中请求接入的用户数，以及WLAN小区中用户的整体移动性分布情况，以最优网络性能为目标，计算出最优的接入判决门限；当WLAN小区中有新业务请求时，蜂窝网比较用户移出概率与接入网络选择判决门限值，并根据比较结果通知用户选择相应的网络接入。本发明能适应网络环境的变化，降低了蜂窝网络和WLAN网络之间的网间切换次数，并提高了提高网络的吞吐量。

主权项

一种基于认知的接入网络选择方法，包含以下步骤：(1)将蜂窝网络和WLAN网络的时间轴等分为长度为T的时间段，当蜂窝小区或WLAN小区中有新呼叫请求时，蜂窝网络记录每段时间内用户请求接入的起始时刻并在用户呼叫结束时，记录其截止时刻若请求接入的用户处于WLAN小区，WLAN网络感知用户当前的移动速率、方向和距离无线局域网接入点AP的距离，根据感知得到的信息计算用户在接受服务过程中移出WLAN小区的概率并提交给蜂窝网络记录；(2)当蜂窝网络和WLAN网络的时间到达每个时间段的截止时刻时，执行步骤(3)，否则转步骤(5)；(3)假设当前为第k个时间段截止时刻，蜂窝网络根据步骤(1)记录得到的信息，统计当前时间段蜂窝小区中请求接入的用户数和WLAN小区中请求接入的用户数以及用户的平均服务时间T_s；并预测下一时间段内蜂窝小区中请求接入的用户数和WLAN小区中请求接入的用户数以及WLAN小区中用户移出概率的概率密度函数f(τ)，τ∈[0,1]；(4)蜂窝网络根据步骤(3)预测得到的下一时间段内蜂窝小区中请求接入的用户数和WLAN小区中请求接入的用户数以及WLAN小区中用户移出概率的概率密度函数f(τ)，计算最优的接入网络选择判决门限值γ_th：γ_th＝argmin[P_b(γ)]，P_b(γ)表示全网络中新呼叫请求的阻塞概率，由下式算出：P_b(γ)＝η·W_percent·P_bw(γ)+(1‑η·W_percent)·P_bc(γ)，其中表示WLAN小区中请求接入用户数占全网络请求接入用户数的比例，W_percent是WLAN小区中用户移出概率小于最优判决门限值的概率，即WLAN小区中用户选择接入WLAN网络的平均概率，$W_{\mathrm{percent}}=P(p_{\mathrm{out}}^i\le \gamma ){\int }_0^{\gamma }f\left(\tau \right)\mathrm{d\tau },$表示WLAN网络中新呼叫请求的阻塞概率，表示蜂窝网络中新呼叫请求的阻塞概率，式中C_w表示WLAN网络的容量，C_c表示蜂窝网络的容量，${\eta }_w={\tilde{n}}_w·\frac{T_s}{T}·{\int }_0^{\gamma }f\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }·[1-\frac{1}{2}·{\int }_0^{\gamma }\tau ·f\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }]$表示选择接入WLAN网络的话务量，${\eta }_c={\tilde{n}}_c·\frac{T_s}{T}+{\tilde{n}}_w·\frac{T_s}{T}·[{\int }_{\gamma }^{1}f\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }+\frac{1}{2}·{\int }_0^{\gamma }\tau ·f\left(\tau \right)\mathrm{d\tau }]$表示选择接入蜂窝网络的话务量，其中WLAN小区中用户移出概率变量τ的取值区间为[0,1]，γ∈[0,1]表示接入网络选择判决门限值，为预测得到的下一时间段内蜂窝小区中请求接入的用户数，为预测得到的下一时间段内WLAN小区中请求接入的用户数，f(τ)为预测得到的WLAN小区中用户移出概率的概率密度函数；(5)若请求接入用户处于WLAN小区，蜂窝网络比较用户的移出概率和接入网络选择判决门限值，根据比较结果，通知用户选择相应的网络接入；接入网络选择过程执行完成后，返回步骤(1)。