專利名稱：一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種在無線網(wǎng)絡(luò)中用于快速切 換的雙射頻接口的調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，基于無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用快速增長(zhǎng)，涌現(xiàn)了大量的不同種 類的移動(dòng)終端，如便攜式筆記本電腦、智能手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等，由于移動(dòng)終端的 移動(dòng)性，需要經(jīng)常改變接入的基站或無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)等網(wǎng)絡(luò)附著點(diǎn)以增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 性能。目前，在學(xué)術(shù)和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)采用雙射頻接口方案這樣一個(gè)很有前途的解決 方法來支持在同構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)或異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的快速切換處理。雙射頻方案的直接目的是 通過建立連接移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)連接鏈路實(shí)現(xiàn)在切換發(fā)生時(shí)能夠先連接后斷開，保證 數(shù)據(jù)不丟失。然而，這種連續(xù)的多個(gè)連接鏈路將導(dǎo)致明確的能量消耗，這也是在實(shí)際的移動(dòng) 終端產(chǎn)品中嚴(yán)重關(guān)注的問題。這個(gè)問題也引起了移動(dòng)終端制造商和設(shè)計(jì)者的關(guān)注，但是由 于目前移動(dòng)終端電池性能無法令人滿意并且移動(dòng)終端的高效率供電方案的研究進(jìn)展緩慢。 因此，目前的雙射頻方案在節(jié)能方面需要進(jìn)一步完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中沒有考慮節(jié)能而只是將快速切換 中的QOS因素作為最高優(yōu)先級(jí)因素加以考慮而導(dǎo)致無法降低移動(dòng)終端能量消耗的問題，提 供一種在無線網(wǎng)絡(luò)中用于快速切換的節(jié)能的雙射頻接口調(diào)度方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種用于快速切換的節(jié)能的雙 射頻接口調(diào)度方法，所述方法包括根據(jù)移動(dòng)終端接入的無線網(wǎng)絡(luò)鏈路不同層度量值計(jì)算并收集多個(gè)智能觸發(fā)器的 測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)多條件判決歸一算法獲得掃描決定值；當(dāng)智能觸發(fā)器為正常狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)終端根據(jù)所述掃描決定值執(zhí)行智能觸發(fā)器判決 掃描，否則，執(zhí)行周期性掃描。在本發(fā)明所述的方法中，所述無線網(wǎng)絡(luò)包括同構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)或異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明所述的方法中，所述智能觸發(fā)器是指示切換的指標(biāo)。在本發(fā)明所述的方法中，所述多條件判決歸一算法的線性系統(tǒng)公式是
N Scan TriggerDecision = ^w.- j]
i=\其中，ScanTriggerDecision是掃描決定值，Wi是權(quán)重值，f^是智能觸發(fā)器值。在本發(fā)明所述的方法中，所述多條件判決歸一算法的非線性系統(tǒng)公式是
NScanTriggerDecision = ^ fp
其中，ScanTriggerDecision是掃描決定值，Wi是權(quán)重值，f^是智能觸發(fā)器值。在本發(fā)明所述的方法中，所述多個(gè)智能觸發(fā)器是采用至少兩個(gè)智能觸發(fā)器。在本發(fā)明所述的方法中，所述移動(dòng)終端包括兩個(gè)射頻接口，一個(gè)射頻接口用于通 信等常規(guī)的操作，另一個(gè)射頻接口用于主動(dòng)掃描和建立連接，在切換之后，兩個(gè)射頻接口互 換操作。在本發(fā)明所述的方法中，所述周期性掃描的掃描周期按照以下方法調(diào)整當(dāng)切換頻率指示大于切換頻率門限值時(shí)，縮短所述周期性掃描的掃描周期，縮短 的步長(zhǎng)為α，否則，延長(zhǎng)所述周期性掃描的掃描周期，延長(zhǎng)的步長(zhǎng)為β。
在本發(fā)明所述的方法中，所述步長(zhǎng)α和β在基于802. 11的系統(tǒng)中的范圍可以但 是不限于20毫秒至1秒。在本發(fā)明所述的方法中，所述切換頻率指示是在采樣窗口確定的情況下根據(jù)單位 時(shí)間內(nèi)發(fā)生的切換次數(shù)決定，計(jì)算的公式為 其中，HandoffFreqIndicator是切換頻率指示，f是調(diào)節(jié)因子，Hhandoff是切換發(fā)生 次數(shù)，tsample是采樣的時(shí)間窗口。本發(fā)明的有益效果是通過本發(fā)明提供的一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方 法，采用輪流激活和去激活雙射頻接口以執(zhí)行主動(dòng)掃描，通過采用智能觸發(fā)器使得掃描更 加準(zhǔn)確，同時(shí)通過自適應(yīng)調(diào)度減少了不必要的掃描和連接操作，從而在不降低切換性能的 情況下降低了移動(dòng)終端的能量消耗，移動(dòng)終端的在網(wǎng)時(shí)間也將大大延長(zhǎng)。


圖1是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。圖1是依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法的 流程圖。如圖1所示，所述方法流程100開始于步驟102，隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，在 同構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中出現(xiàn)了大量的具有雙射頻接口的移動(dòng)終端，如移動(dòng) 電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和筆記本電腦等。為了提高通信的效率和性能，所述移動(dòng)終端具 有連接無線網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)射頻接口，可以在不同的通信鏈路或不同的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行快速切換。在步驟104中，所述移動(dòng)終端根據(jù)不同的無線通信鏈路的度量值計(jì)算并收集多個(gè) 智能觸發(fā)器的測(cè)量數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，智能觸發(fā)器f” f2, ... fi包括信號(hào)干 擾比(Signal-to-Interference),傳輸速率斜率(Transmission Rate Slope)禾口丟包率 (Packet Lost Ratio)等等，所述智能觸發(fā)器是指示切換的指標(biāo)，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中至少采用兩個(gè)所述智能觸發(fā)器，具體到不同的智能觸發(fā)器，例如，
是鏈路層傳輸速率觸發(fā)掃描的智能觸發(fā)器，表征一定時(shí)間窗口內(nèi)的傳輸速率變化率，其中 Wi是權(quán)重，是傳輸速率。在步驟106中，通過多個(gè)智能觸發(fā)器的歸一融合獲得掃描決定值。所述歸一 融合是采用多條件判決歸一算法，對(duì)于線性系統(tǒng)來說，所述多條件判決歸一算法的公
式是；
其中，ScanTriggerDecision 是掃描決定值，Wi 是
權(quán)重值，α是智能觸發(fā)器值。即通過賦予智能觸發(fā)器權(quán)重來調(diào)節(jié)不同層智能觸發(fā)器的 影響；在對(duì)智能觸發(fā)器更加敏感的非線性系統(tǒng)中，所述多條件判決歸一算法的公式是
其中，ScanTriggerDecision 是掃描決定值，Wi 是權(quán)重值，^ 是
智能觸發(fā)器值。根據(jù)具體應(yīng)用的需要，在物理層、網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層都可以設(shè)置不同的智能觸 發(fā)器。在步驟108中，判斷是否采用觸發(fā)器判決掃描，若智能觸發(fā)器的狀態(tài)正常即能夠 正常工作時(shí)就采用觸發(fā)器判決掃描，繼續(xù)執(zhí)行步驟110 ；否則，若無法預(yù)料的移動(dòng)終端的移 動(dòng)性導(dǎo)致無線鏈路測(cè)量的智能觸發(fā)器無法正常工作時(shí)就執(zhí)行周期性地掃描，即執(zhí)行步驟 112。在步驟110中，由于采用的是觸發(fā)器判決掃描，則根據(jù)多條件判決歸一算法計(jì)算 獲得的掃描決定值將相應(yīng)的掃描調(diào)度控制信號(hào)發(fā)送到所述移動(dòng)終端的雙射頻接口的網(wǎng)絡(luò) 接口卡，采用輪流激活和去激活雙射頻接口以執(zhí)行主動(dòng)掃描，然后結(jié)束于步驟122。在步驟112中，采用周期性掃描，掃描周期通過自適應(yīng)算法調(diào)節(jié)，原則上，這意味 著當(dāng)切換頻率指示即將接通連接時(shí)掃描次數(shù)就增加，或相反，當(dāng)切換頻率指示即將斷開連 接時(shí)掃描次數(shù)就減少。在步驟114中，判斷切換頻率指示(HandoffFreqIndicator)是否大于切換頻率門 限值(FrqThreshold)，若切換頻率指示大于切換頻率門限值，執(zhí)行步驟116，否則執(zhí)行步驟 118。在步驟116中，切換頻率指示大于切換頻率門限值，即HandoffFreqIndicator > FrqThreshold貝Ij ScanIntervali = ScanIntervali-α 其中，ScanIntervali 是掃描間隔，α 是 步長(zhǎng)，即縮短所述周期性掃描的掃描周期，縮短的步長(zhǎng)為α。在步驟118中，切換頻率指示不大于切換頻率門限值，即HandoffFreqIndicator ^ FrqThresholdIjllJ ScanIntervali = Min((ScanIntervali+ β )， ScanIntervalThreshold)胃中， Scanlntervali是掃描間隔，β是步長(zhǎng)，即延長(zhǎng)所述周期性掃描的掃描周期，延長(zhǎng)的步長(zhǎng)為 β。α和β根據(jù)移動(dòng)性，ΑΡ(基站或訪問點(diǎn))的分布密度，移動(dòng)終端的種類(如智能手機(jī) 或者筆記本電腦)和終端上運(yùn)行的應(yīng)用種類和數(shù)量等實(shí)際場(chǎng)景決定。對(duì)于不間斷的移動(dòng)場(chǎng) 景通常步進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)值范圍α和β可以是20ms到50ms;對(duì)于間或移動(dòng)的游牧場(chǎng)景，α和 β可以放寬到到ls，例如在基于802. 11的系統(tǒng)中，可取20毫秒至1秒。FrqThreshold,ScanlntervalThreshold也受移動(dòng)終端移動(dòng)速度，AP(基站或訪問點(diǎn))的分布密度和自適應(yīng) 動(dòng)作頻率的影響，通常場(chǎng)景下為每秒數(shù)次。在步驟120中，根據(jù)步驟116或步驟118的自適應(yīng)算法調(diào)整了周期性掃描的掃描 周期，將掃描調(diào)度控制信號(hào)發(fā)送到所述移動(dòng)終端的雙射頻接口的網(wǎng)絡(luò)接口卡，采用輪流激 活和去激活雙射頻接口以執(zhí)行主動(dòng)掃描。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的方法流程100結(jié)束于步驟122。由于本發(fā)明的雙射頻調(diào)度方法采用輪流激活和去激活雙射頻接口以執(zhí)行主動(dòng)掃描，同時(shí)掃描決定涉及兩個(gè)因素，即 作為智能觸發(fā)器的無線鏈路度量的測(cè)量和作為調(diào)度器的以前發(fā)生切換的歷史知識(shí)。智能觸 發(fā)器和調(diào)度器的算法用于處理在切換發(fā)生時(shí)的復(fù)雜性以便于相應(yīng)地控制射頻接口，這些智 能觸發(fā)器的引入與現(xiàn)有只用單個(gè)，如RSSI (接收信號(hào)強(qiáng)度指示)觸發(fā)器相比可以有效地減 少在雜亂無線通信環(huán)境中的掃描決策錯(cuò)誤。由于本發(fā)明的方法通過自適應(yīng)調(diào)度減少了不必 要的掃描和連接操作同時(shí)通過采用智能觸發(fā)器使得掃描更加準(zhǔn)確，因此，在不降低切換性 能的情況下降低了移動(dòng)終端的能量消耗。本發(fā)明的方法應(yīng)用在具有兩個(gè)射頻接口的移動(dòng)終端上，一個(gè)射頻接口用作如通信 等常規(guī)的操作，另一個(gè)射頻接口用作主動(dòng)掃描和連接，目的是達(dá)到快速切換(即連接后斷 開)，在切換之后，兩個(gè)射頻接口互換操作。該雙射頻接口包括兩個(gè)同一無線網(wǎng)絡(luò)的同構(gòu)接 口或?qū)儆诓煌瑹o線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)接口。通過開發(fā)快速切換，任何對(duì)于網(wǎng)絡(luò)之間的斷開或交換 敏感的應(yīng)用都將受益，例如流媒體視頻應(yīng)用和VOIP應(yīng)用。采用本發(fā)明的方法，上述提到的 移動(dòng)終端的能量消耗將減少同時(shí)移動(dòng)終端的在網(wǎng)時(shí)間將大大延長(zhǎng)，這也是移動(dòng)終端制造商 最關(guān)注的因素之一。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)移動(dòng)終端接入無線網(wǎng)絡(luò)鏈路不同層的度量值計(jì)算并收集多個(gè)智能觸發(fā)器的測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)多條件判決歸一算法獲得掃描決定值；當(dāng)智能觸發(fā)器為正常狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)終端根據(jù)所述掃描決定值執(zhí)行智能觸發(fā)器判決掃描，否則，執(zhí)行周期性掃描。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述無 線網(wǎng)絡(luò)包括同構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)或異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述智 能觸發(fā)器是指示切換的指標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述多 條件判決歸一算法的線性系統(tǒng)公式是 非線性系統(tǒng)公式是 其中，ScanTriggerDecision是掃描決定值，是權(quán)重值，是智能觸發(fā)器值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述多 個(gè)智能觸發(fā)器采用至少兩個(gè)智能觸發(fā)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述移 動(dòng)終端包括兩個(gè)射頻接口，一個(gè)射頻接口用于通信等常規(guī)的操作，另一個(gè)射頻接口用于主 動(dòng)掃描和建立連接，在切換之后，兩個(gè)射頻接口互換操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述周 期性掃描的掃描周期按照以下方法調(diào)整當(dāng)切換頻率指示大于切換頻率門限值時(shí)，縮短所述周期性掃描的掃描周期，縮短的步 長(zhǎng)為a，否則，延長(zhǎng)所述周期性掃描的掃描周期，延長(zhǎng)的步長(zhǎng)為旦。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，其特征在于所述切 換頻率指示是在采樣窗口確定的情況下根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的切換次數(shù)決定，計(jì)算的公式 為 其中，HandoffFreqlndicator是切換頻率指示，f是調(diào)節(jié)因子，nhand。ff是切換發(fā)生次數(shù)， sample 是采樣的時(shí)間窗口。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，所述方法包括根據(jù)移動(dòng)終端接入無線網(wǎng)絡(luò)鏈路不同層度量值計(jì)算并收集多個(gè)智能觸發(fā)器的測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)多條件判決歸一算法獲得掃描決定值；當(dāng)智能觸發(fā)器為正常狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)終端根據(jù)所述掃描決定值執(zhí)行智能觸發(fā)器判決掃描，否則，執(zhí)行周期性掃描。通過本發(fā)明公開的一種用于快速切換的雙射頻接口調(diào)度方法，采用輪流激活和去激活雙射頻接口以執(zhí)行主動(dòng)掃描，該方法應(yīng)用在移動(dòng)終端中避免了不必要的能量消耗，同時(shí)不降低快速切換的性能。
文檔編號(hào)H04W48/18GK101873673SQ200910139279
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者劉楚達(dá), 姚剛, 曹建農(nóng), 章池生 申請(qǐng)人:香港理工大學(xué)