面向用户QoS要求和网络负载的异构网络接入控制方法

摘要

本发明提出了面向用户QoS要求和网络负载的异构网络接入控制方法。所述方法针对UMTS、WLAN和WiMAX网络的融合架构下移动终端匀速运动时的网络选择问题，综合考虑用户移动速度、用户QoS要求、网络业务的负载、网络覆盖范围等限制，根据用户的移动速度，先对网络进行预选择，若有多个候选网络，则根据用户要求的和网络能够提供的QoS及网络的业务负载状况，计算适性因子，选择用户与网络适性因子值最大的网络接入。本发明方法能有效避免乒乓切换，满足用户QoS要求，尽可能利用网络资源；同时，又非常简单而易于实现，具有很好的应用前景。

主权项

面向用户QoS要求和网络负载的异构网络接入控制方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤A，网络预选择：计算用户接入WLAN的最大移动速度vWLAN_th： v WLAN _ th = 2 r τ sin ( πp f 2 ) 其中，r表示WLAN覆盖半径，τ表示切换时延，pf表示用户要求的切换中断概率；当终端移动速度小于vWLAN_th时，接入WLAN；否则，若候选网络列表中有WLAN，将其从候选网络列表中删除；用户扫描可获得的网络，组成集合Aj,j=1,2,...，j为网络编号，网络预选择后候选网络集合为Aj*；步骤B，用户i对QoS业务s要求的平均数据速率为Ri，s_req，i为自然数，实时业务的Ri，s_req是确定的；对于非实时业务Ri，s_req具体计算步骤如下：步骤B‑1，计算非实时业务量T的累积分布函数FT(.)；步骤B‑2，数据包大小Gk=F‑1T(k)，F‑1T(.)是FT(.)的反函数，k∈[0,1]；对非实时业务数据包的传输时延不超过δmax，则： R i , s _ req = q G k δ max 其中，q表示不同用户对数据速率要求的调节因子；步骤C，计算QoS适性因子di，j,s，di，j,s表示网络j对用户i请求的业务s的匹配性；其计算公式为： d i , j , s = ln ( 1 + a R j , s R i , s _ req ) , R i , s < R i , s _ req ln ( 1 + a ) , R j , s ≥ R i , s _ req 其中，Rj，s表示网络j对业务s提供的数据速率，a为大于0的常数；步骤D，计算负载适性因子ej，s，ej，s表示网络j对用户请求业务s的负载匹配因子： e j , s = ln ( 1 + Ω l j , s _ available l j _ max ) , l j , s _ available - N ( Ω ) ≥ l i , s _ req 0 , else 其中，lj_max表示当前网络中总体信道数；Ω表示业务优先级；N（Ω）表示与业务优先级相关的为避免拥塞预留的信道数目；lj，s_available表示网络中总体可用的信道数量，lj，s_available表达式如下： l j , s _ available = l j _ max - Σ i = 1 N v ( t ) K v ( i ) - Σ i = 1 N d ( t ) K d ( i ) 其中，Nv(t)、Nd(t)分别表示语音业务和数据业务在第t时刻周期结束时系统中用户数目，Kv(i)、Kd(i)分别表示语音用户i和数据用户i占用的信道数目；li,s_req表示用户i要求的信道数目，li，s_req表示为： l i , s _ req = Σ i = 1 N v ( t + 1 ) K v ( i ) + Σ i = 1 N d ( t + 1 ) K d ( i ) Nv(t+1)和Nd(t+1)采用随机型时间模型自回归AR预测方法来预测；步骤E，计算用户与网络之间的适性因子ui，j,s，ui，j,s表示用户i请求业务s时与网络j的匹配性：ui,j,s=di,j,s×ej,s对于业务s，只有当用户移动速度、网络提供的QoS满足用户业务要求，且用户接入网络后不过载时，选择适性因子最高的网络j*接入，j*表示为： j * = arg max j ∈ A j * u i , j , s 即网络j*选取为用户与网络之间的适性因子ui，j,s最大的网络。