一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法，屬于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：預(yù)判定階段：根據(jù)移動節(jié)點的移動速度V和接收信號強度對采樣點進行篩選，濾除網(wǎng)絡(luò)信號太弱和MN速度過高不適宜接入候選網(wǎng)絡(luò)的采樣點；將預(yù)判定后提取到的RSS、網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C送入模糊邏輯控制模塊，得到各參數(shù)的隸屬度后進行歸一量化；切換判決：通過綜合考慮網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPN和駐留時間參數(shù)Tdw來進行垂直切換判決。本發(fā)明能夠較好的解決垂直切換判決中參數(shù)無法量化的問題，并能與多屬性判決算法結(jié)合做出有效的切換判決；能夠有效減少抽樣點數(shù)、減少系統(tǒng)開銷，并有效地消除乒乓效應(yīng)，提高算法整體性能。
【專利說明】
-種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊還輯的垂直切換方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂 直切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著無線技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種無線接入網(wǎng)技術(shù)，例如無線個域網(wǎng) (WPAN，Wireless Personal Area Network)、無線局域網(wǎng)（WLAN，Wireless Local Area Network)、無線城域網(wǎng)（WMAN，Wireless MetropolitanAreaNetwork)、無線廣域網(wǎng)（WWAN， Wireless Wide Area Network)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN，Wirelss SensorNetwork)、AdHoc網(wǎng)絡(luò)等。
[0003] 運些網(wǎng)絡(luò)在覆蓋范圍、鏈路特點、通信支持協(xié)議、業(yè)務(wù)能力和結(jié)構(gòu)等方面都各不相 同。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)5G(The Fifth Generation Mobile Networks)也已經(jīng)出現(xiàn)。各種通信網(wǎng)絡(luò)的交疊融合必然給未來的網(wǎng)絡(luò)管理帶來新的挑戰(zhàn)，有 效的網(wǎng)絡(luò)管理將被用于為用戶提供覆蓋范圍大、帶寬高、具有移動性且接入費用低廉的服 務(wù)。用戶可W通過多模終端實現(xiàn)在任何地方、任何時候接入任何網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)多種方式的信息 傳遞和通信。因此，在運種復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如何為用戶提供具有服務(wù)質(zhì)量(QoS， 如ality of Service)保證的服務(wù)，如何優(yōu)化無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源，成為了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中移動性 管理需要解決的重要問題。移動性管理是對無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的各種資源進行合理規(guī)劃，在 網(wǎng)絡(luò)條件不斷變化的情況下能靈活分配和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的各種可用資源，盡可能的提高網(wǎng)絡(luò)的 利用率。而切換又是如何進行移動性管理的難點。有效的切換算法不僅可W提高無線異構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)的利用率，還可W為用戶提供持續(xù)的具有QoS保障的服務(wù)。
[0004] 無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的切換可分為水平切換和垂直切換。水平切換又叫做系統(tǒng)內(nèi)切 換，即發(fā)生在同種網(wǎng)絡(luò)間的切換。垂直切換又叫做系統(tǒng)間切換，即發(fā)生在多個網(wǎng)絡(luò)間的切 換。由于垂直切換具有復(fù)雜性的特點，所W無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的切換管理顯得尤為重要，其性能 決定了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋程度和用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)性。垂直切換將可能設(shè)及不同的網(wǎng)絡(luò)運營商、跨 越不同的網(wǎng)絡(luò)邊界和不同的業(yè)務(wù)提供商。目前常用的切換判決機制可W分為W下3類:移動 設(shè)備控制的切換（MCH0，Mobile Con化oiled Handoff)、網(wǎng)絡(luò)控制的切換（NCH0,化twork Controlled 化ndoff)和移動設(shè)備輔助的切換(MAH0，Mobile Assisted 化ndoff^MC冊就 是移動節(jié)點(MN，Mobile Node)從網(wǎng)絡(luò)端接收到發(fā)來的質(zhì)量報告，如果滿足預(yù)先設(shè)定的值， 就由移動節(jié)點啟動切換過程，運樣減少了切換時延。NCK)是網(wǎng)絡(luò)端根據(jù)質(zhì)量報告，判斷是否 滿足預(yù)先設(shè)定的值，然后決定是否啟動切換。MAH0則是網(wǎng)絡(luò)根據(jù)移動節(jié)點周期性的測量結(jié) 果來判斷切換是否執(zhí)行。當前垂直切換決策算法的主要缺點就在于考慮的參數(shù)越來越多， 運會導(dǎo)致對移動終端要求越來越高，會提高切換時延，并且很多算法并未考慮如何設(shè)計決 策參數(shù)。此外，參數(shù)考慮過多也會增加算法的復(fù)雜性。另外，隨著技術(shù)的發(fā)展和用戶需求的 提高，現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)正在逐步走向融合，因此垂直切換算法需要考慮的網(wǎng)絡(luò)也越來越多，不再 是一兩種網(wǎng)絡(luò)間的垂直切換判決，運無疑增加了判決難度。
[0005] 如何綜合考慮異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的不同特性和移動性管理特點來進行垂直切換決策，從而 保證用戶滿意度，是一個技術(shù)難點，同時具有重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換 方法，該方法加入了預(yù)判決階段，減少進入模糊邏輯的采樣點數(shù)，并簡化了模糊邏輯控制過 程，最后將駐留時間算法的思想引入該切換方法中，減少垂直切換過程中的兵鳥效應(yīng)。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] -種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法，該方法包括W下步驟：
[0009] 步驟一:預(yù)判定階段，根據(jù)移動節(jié)點(MN，Mobile Node)的移動速度V和接收信號強 度(RSS，Received Signal Strength)對采樣點進行篩選，濾除網(wǎng)絡(luò)信號太弱和MN速度過高 不適宜接入候選網(wǎng)絡(luò)的采樣點。
[0010] 步驟二:模糊控制模塊，將預(yù)判定后提取到的RSS、網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C 送入模糊邏輯控制模塊，得到各參數(shù)的隸屬度后進行歸一量化。
[0011] 步驟Ξ:切換判決，通過綜合考慮網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPN和駐留時間參數(shù)Tdw來進行 垂直切換判決。之所W引入駐留時間是為了更有效的減少兵鳥效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0012] 進一步，在步驟一中，由于采用了預(yù)判定，因此在提取信息的時候條件應(yīng)適當放 寬，在通用移動通信系統(tǒng)（UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)網(wǎng)絡(luò)和 WLAN網(wǎng)絡(luò)中的RSS預(yù)判定口限分別為??υ和raw。本發(fā)明在運里加入MN的速度作為預(yù)判定條 件。
[0013] 此時，還需要根據(jù)提取的信息量計算化SS，化SS為兩個網(wǎng)絡(luò)的信號強度差值，即：
[0014] Drss = RSSw-RSSu
[001引然后記錄當Drss = 0的時刻To, W便在第Ξ階段引入駐留時間值。
[0016] 根據(jù)MN的移動速度V和RSS對采樣點進行篩選，判斷MN的運動速度是否小于判定口 限Vo,若大于則留在原網(wǎng)絡(luò);若小于則分為下列兩種情況：
[0017] ① WLAN的RSSw大于預(yù)先設(shè)定的WLAN網(wǎng)絡(luò)最小可接受的信號強度口限值THw，則進入 模糊邏輯控制模塊。
[0018] ②否則，MN停留在原網(wǎng)絡(luò)中，運大大降低了需要經(jīng)過模糊處理的信號量，濾除由于 WLAN網(wǎng)絡(luò)信號太弱及MN運動速度過高而不適宜接入WLAN的采樣點。
[0019] 進一步，在步驟二中，根據(jù)收集到的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)根據(jù)一定的隸屬度函數(shù)換算成各切 換指標相對應(yīng)的模糊語言變量，也就是參數(shù)的模糊化。隸屬度函數(shù)可W分為連續(xù)型和離散 型。在實際應(yīng)用中一般使用已規(guī)格化的標準歸屬函數(shù)。然后，根據(jù)一定的模糊規(guī)則進行模糊 推理。模糊規(guī)則是模糊邏輯系統(tǒng)中的重要組成部分，是模糊推理的依據(jù)，采用 "If... .then.的格式。如果模糊變量為3個，模糊集分為Ξ檔，那么模糊規(guī)則最多有33 = 27條。最后，反模糊。經(jīng)過模糊規(guī)則推理出的結(jié)果是模糊量，還需要一個去模糊過程。去模糊 化有多種方法，本發(fā)明采用重屯、法，具體公式如下：
[0020]
[0021] 其中，output^是第j條規(guī)則的輸出，μι, j是第j條規(guī)則的第i個隸屬度。反模糊實現(xiàn) 的是清晰化計算，最后得到一個輸出值是用于判斷切換與否的指標。
[0022] 本發(fā)明綜合考慮傳統(tǒng)模糊邏輯控制優(yōu)缺點，在進入模糊邏輯控制階段后，首先對 經(jīng)過預(yù)判定處理后的當前接收信號強度RSS、可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C運Ξ個參數(shù)進行模糊 化，分別得到不同網(wǎng)絡(luò)運Ξ個參數(shù)的隸屬度;然后對參數(shù)模糊化后的結(jié)果進行歸一化處理， 得到Ξ個參量隸屬度的量化值犯V:
[0023] 1)參量的模糊化
[0024] 之所W選取運Ξ個參數(shù)一方面是因為模糊邏輯控制系統(tǒng)一般選用不超過4個參數(shù) 來進行模糊處理，因為參數(shù)選取太多，系統(tǒng)的開銷就會很大，對移動終端的要求也就更高， 處理速度會變慢，能量消耗也就越多；另外，RSS是切換判決中重要的參數(shù)，而可用帶寬是衡 量網(wǎng)絡(luò)綜合性能的主要指標，網(wǎng)絡(luò)開銷則是處于用戶的方面來進行考慮，因此本發(fā)明只選 取了 Ξ個常見參數(shù)來進行模糊處理。
[0025] 隸屬度函數(shù)有五個集合：很低(VL)，低化），中（M)，高化），很高(VH)。常量Mmin、M2、 M3、M4和Mmax需要根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)來進行設(shè)定。參量的隸屬度函數(shù)可W表示為：
[0026] μL=[μν?，μL，μΜ，μΗ，μνΗ]
[0027] 其中 i=RSS，B，C。
[002引比如，設(shè)定候選網(wǎng)絡(luò)的 RSS = P，那么 yRss=[0,0,0,0.18,0.55]Rss。
[00巧]2)歸一量化
[0030] 參量量化化=[Qvl，化，Qm，Qh，Q? ] i根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)所設(shè)定；當i = RSS，B的時候定義 化=[0,0.25,0.5,0.75，1]1。當1=(：的時候定義化=[1，0.75,0.5,0.25,0]1。每個參量量化 值就可W表示為：
[0031]
[0032] 其中k=WLAN，UMTS;i=RSS，B，C。
[0033] 3)加權(quán)處理
[0034] 因為在網(wǎng)絡(luò)綜合性能的判決中每個參數(shù)所占的比重是不一樣的，所W還需要對 犯Vk, i進行加權(quán)處理。最終得出的網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPNk如下式所示：
[00；35] VCPNk=WRss 犯 Vk,Rss+WB 犯 Vk,B+^ 犯 Vk,c
[0036] 其中 k=WLAN，UMTS。
[0037] 因為只設(shè)及到兩個網(wǎng)絡(luò)，因此采用固定加權(quán)處理:W=[Wrss，Wb，Wc] = [0.5,0.3, 0.2]
[003引 化55+化+胖0=1
[0039]進一步，在步驟Ξ中，引入駐留時間的切換判決。駐留時間算法具有減少兵鳥效應(yīng) 的優(yōu)點，因此本發(fā)明將加入預(yù)判決后的模糊邏輯控制算法與駐留時間算法進行結(jié)合。在最 終做出切換判決的時候加入駐留時間Tdw的判斷，根據(jù)Drss = 0時的時刻To,及當前時刻T，與 駐留時間參數(shù)進行比較，最后得出判決結(jié)果。
[0040] ①當MN從UMTS切換到WLAN時
[OOW 如果VCPNwLAN〉VCPNuMτs，并且T-To〉TdJ寸，則觸發(fā)麗從UMTS切換至lJWLAN，否貝lJ，不發(fā)生 切換；
[0042] ②當MN從WLAN切換到UMTS時
[00創(chuàng)如果VCPNwlan<VCPNumts，并且T-T0〉Tdw時，則觸發(fā)麗從WLAN切換到UMTS，否貝IJ，不發(fā)生 切換。
[0044] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明能夠較好的解決垂直切換判決中參數(shù)無法量化的 問題，并能與多屬性判決算法結(jié)合做出有效的切換判決，綜合考慮幾種合理的判決參數(shù)，為 切換提供有效的垂直切換優(yōu)化算法;該方法能夠有效減少抽樣點數(shù)、減少系統(tǒng)開銷，并有效 地消除兵鳥效應(yīng)，提高算法整體性能。
【附圖說明】
[0045] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行 說明：
[0046] 圖1為P-FUZZY方法結(jié)構(gòu)框圖；
[0047] 圖2為P-FUZZY方法流程圖；
[004引圖3為從UMTS到WLAN的預(yù)判決流程圖；
[0049] 圖4為模糊邏輯控制算法的結(jié)構(gòu)圖；
[0050] 圖5為常用的標準連續(xù)型歸屬函數(shù)；
[0051 ]圖6為RSS的隸屬度函數(shù)。
【具體實施方式】
[0052] 下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0053] 本發(fā)明提供了一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法P-即ZZY。參見 圖1，該方法包括如下步驟:預(yù)判定、模糊邏輯控制和切換判決。
[0054] 參見圖2,本發(fā)明的方法整體流程如下。在預(yù)判定階段，根據(jù)MN的移動速度V和RSS 對采樣點進行篩選，濾除網(wǎng)絡(luò)信號太弱和MN速度過高不適宜接入候選網(wǎng)絡(luò)的采樣點，然后 將預(yù)判定后提取到的RSS、網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C送入模糊邏輯控制模塊，得到各參 數(shù)的隸屬度后進行歸一量化;最終，通過綜合考慮網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPN和駐留時間參數(shù)Tdw 來進行垂直切換判決。之所W引入駐留時間是為了更有效的減少兵鳥效應(yīng)的產(chǎn)生。
[0055] 參見圖3，描述了從UMTS到WLAN的預(yù)判決流程圖。一般情況下，可認為WLAN接入點 AP和UMTS基站BS不重合。不考慮與陰影衰落有關(guān)的零均值靜態(tài)高斯白噪聲，那么當移動節(jié) 點與WLAN接入點和UMTS基站的距離分別為dw和du時，WLAN和UMTS的接收信號強度模型分別 為：
[0化6] RSSw=Kiw-K2w log(dw) (1)
[0057] RSSu=Kiu-K2u log(du) (2)
[005引其中，1(1?>、1(21、1(111、1(211為路徑損失參數(shù)。那么，該節(jié)點的札4財01]1了5接收信號強度的 差值即為：
[0059] Drss = RSSw-RSSu
[0060] =Kiw-Kiu-K2w log(dw)+K2u log(du) (3)
[0061] 常見的基于接收信號強度的切換方法采集接收信號強度差化ss，當化ss〉0時，說明 WLAN信號較強，因此觸發(fā)從UMTS至IjWLAN的切換化一 W切換）；相反，Drss<0則說明UMTS信號較 強，從而觸發(fā)從WLAN到UMTS的切換(W^U切換）。
[0062] 為了避免切換過程中的兵鳥效應(yīng)，本發(fā)明綜合考慮了如下兩種切換算法：
[0063] ①具有遲滯電平切換算法基本思想如下：
[0064] Hysteresis Algorithm [00化]If DRss〉hy化en handoffXU一W)
[0066] Else if DRss<-hy1:hen handoff(W一U)
[0067] ②具有駐留時間切換算法基本思想如下：
[006引 Dwelling Timer Algorithm
[0069] If last_〇Rs巧DRSs<0then last_tbou曲= Το/7最近一次經(jīng)過Drss = 0的位置
[0070] If Drss〉0AND now-last_tbou曲〉TIM邸DW
[0071] Then handoffXU一W)
[0072] Else if Drss<0AND now-last_tbou曲<TIM邸Dw
[0073] Then handoff(W^U)
[0074] Else keep connection
[0075] last_DRss = 〇Rss
[0076] 上述兩種算法雖然減輕了兵鳥效應(yīng)，但是并未考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬及用戶開銷等。本發(fā) 明從用戶角度考慮，提出對接收信號強度進行預(yù)判決的算法。
[0077] 由于采用了預(yù)判定，因此在提取信息的時候條件應(yīng)適當放寬，在UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN 網(wǎng)絡(luò)中的RSS預(yù)判定口限分別為??υ和T曲。在運里加入MN的速度作為預(yù)判定條件。
[0078] 此時，還需要根據(jù)提取的信息量計算化SS，化SS為兩個網(wǎng)絡(luò)的信號強度差值，即：
[0079] Drss = RSSw-RSSu (4)
[0080] 然后記錄當Drss = 0的時刻To，W便在第；階段引入駐留時間值。
[0081] 參見圖4,傳統(tǒng)模糊邏輯控制算法主要分為W下步驟：
[0082] 步驟一，根據(jù)收集到的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)根據(jù)一定的隸屬度函數(shù)換算成各切換指標相對應(yīng) 的模糊語言變量，也就是參數(shù)的模糊化。隸屬度函數(shù)可W分為連續(xù)型和離散型。在實際應(yīng)用 中一般使用已規(guī)格化的標準歸屬函數(shù)。
[0083] 步驟二，根據(jù)一定的模糊規(guī)則進行模糊推理。模糊規(guī)則是模糊邏輯系統(tǒng)中的重要 組成部分，是模糊推理的依據(jù)，采用"If... .then.的格式。如果模糊變量為3個，模糊集 分為Ξ檔，那么模糊規(guī)則最多有33 = 27條。常用的標準連續(xù)型歸屬函數(shù)參見圖5。
[0084] 步驟Ξ，反模糊。經(jīng)過模糊規(guī)則推理出的結(jié)果是模糊量，還需要一個去模糊過程。 去模糊化有多種方法，本發(fā)明采用重屯、法，具體公式如下：
[0085] (5)
[0086] 其中，output^是第j條規(guī)則的輸出，μι J是第j條規(guī)則的第i個隸屬度。反模糊實現(xiàn) 的是清晰化計算，最后得到一個輸出值是用于判斷切換與否的指標。
[0087]本發(fā)明綜合考慮傳統(tǒng)模糊邏輯控制優(yōu)缺點，在進入模糊邏輯控制階段后，首先對 經(jīng)過預(yù)判定處理后的當前接收信號強度RSS、可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C運Ξ個參數(shù)進行模糊 化，分別得到不同網(wǎng)絡(luò)運Ξ個參數(shù)的隸屬度;然后對參數(shù)模糊化后的結(jié)果進行歸一化處理， 得到Ξ個參量隸屬度的量化值犯V:
[008引1)參量的模糊化
[0089] 之所W選取運Ξ個參數(shù)一方面是因為模糊邏輯控制系統(tǒng)一般選用不超過4個參數(shù) 來進行模糊處理，因為參數(shù)選取太多，系統(tǒng)的開銷就會很大，對移動終端的要求也就更高， 處理速度會變慢，能量消耗也就越多；另外，RSS是切換判決中重要的參數(shù)，而可用帶寬是衡 量網(wǎng)絡(luò)綜合性能的主要指標，網(wǎng)絡(luò)開銷則是處于用戶的方面來進行考慮，因此本發(fā)明只選 取了 Ξ個常見參數(shù)來進行模糊處理。
[0090] 參見圖6,隸屬度函數(shù)有五個集合:很低(VL)，低化），中(M)，高化），很高(VH)。常量 11^。、]?2、]?3、]?4和111131需要根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)來進行設(shè)定。參量的隸屬度函數(shù)可^表示為：
[0091] ]??=[μνι，μL，μΜ，μΗ，μνΗ] (6)
[0092] 其中 i=RSS，B，C。
[OOW]比如，設(shè)定候選網(wǎng)絡(luò)的 RSS = P，那么 yRss=[0,0,0,0.18,0.55]Rss。
[0094] 2)歸一量化
[0095] 參量量化化=[Qvl，化，Qm，Qh，Q? ] i根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)所設(shè)定；當i = RSS，B的時候定義 化=[0,0.25,0.5,0.75，1]1。當1=(：的時候定義化=[1，0.75,0.5,0.25,0]1。每個參量量化 值就可W表示為：
[0096] 0巧二化"/ (7)
[0097] 其中k=WLAN，UMTS;i=RSS，B，C。
[009引 3)加權(quán)處理
[0099] 因為在網(wǎng)絡(luò)綜合性能的判決中每個參數(shù)所占的比重是不一樣的，所W還需要對 犯Vm進行加權(quán)處理。最終得出的網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPNk如下式所示：
[0100] VCPNk=WRss 犯 Vk,Rss+WB 犯 Vk,B+^ 犯 Vk,c (8)
[0101] 其中 k=WLAN，UMTS。
[0102] 因為只設(shè)及到兩個網(wǎng)絡(luò)，因此采用固定加權(quán)處理：
[0103] W=[Wrss，Wb，Wc] = [0.5,0.3,0.2] (9)
[0104] 其中
[0105] Wrss+Wb+Wc=1 (10)
[0106] 最后，引入駐留時間的切換判決。駐留時間算法具有減少兵鳥效應(yīng)的優(yōu)點，因此本 發(fā)明將加入預(yù)判決后的模糊邏輯控制算法與駐留時間算法進行結(jié)合。在最終做出切換判決 的時候加入駐留時間Tdw的判斷，根據(jù)化SS = 0時的時刻To，及當前時刻T，與駐留時間參數(shù)進 行比較，最后得出判決結(jié)果。
[0107] ①當MN從UMTS切換到WLAN時
[010引如果VCPNwlan〉VCPNu肌S，并且T-T0〉Td W時，則觸發(fā)麗從UMTS切換到WLAN，否則，不發(fā)生 切換；
[0109] ②當MN從WLAN切換到UMTS時
[0110] 如果VCPNwlan<VCPNumts，并且T-T〇〉Tdw時，則觸發(fā)麗從WLAN切換到UMTS，否則，不發(fā)生 切換。
[0111] 最后說明的是，W上優(yōu)選實施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可W在 形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法，其特征在于：該方法包括以下 步驟： S1:預(yù)判定階段:根據(jù)移動節(jié)點(MN，Mobile Node)的移動速度V和接收信號強度(RSS， Received Signal Strength)對采樣點進行篩選，濾除網(wǎng)絡(luò)信號太弱和MN速度過高不適宜 接入候選網(wǎng)絡(luò)的采樣點； S2:將預(yù)判定后提取到的RSS、網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C送入模糊邏輯控制模塊， 得到各參數(shù)的隸屬度后進行歸一量化； S3:切換判決:通過綜合考慮網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPN和駐留時間參數(shù)Tdw來進行垂直切換 判決。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法，其特征 在于:在步驟S1中，在通用移動通信系統(tǒng)(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)中的RSS預(yù)判定門限分別為THu和THw; 此時，還需要根據(jù)提取的信息量計算DRSS，DRSS為兩個網(wǎng)絡(luò)的信號強度差值，即： Drss = RSSw-RSSu 然后記錄當Drss = 0的時刻To，以便引入駐留時間值； 根據(jù)MN的移動速度V和RSS對采樣點進行篩選，判斷MN的運動速度是否小于判定門限Vo， 若大于則留在原網(wǎng)絡(luò);若小于則分為下列兩種情況： 1 )WLAN的1?5|大于預(yù)先設(shè)定的WLAN網(wǎng)絡(luò)最小可接受的信號強度門限值THW，則進入模糊 邏輯控制模塊； 2)否則，MN停留在原網(wǎng)絡(luò)中，這大大降低了需要經(jīng)過模糊處理的信號量，濾除由于WLAN 網(wǎng)絡(luò)信號太弱及MN運動速度過高而不適宜接入WLAN的采樣點。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法，其特征 在于:在步驟S2中，在進入模糊邏輯控制階段后，首先對經(jīng)過預(yù)判定處理后的當前接收信號 強度RSS、可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C這三個參數(shù)進行模糊化，分別得到不同網(wǎng)絡(luò)這三個參數(shù)的 隸屬度;然后對參數(shù)模糊化后的結(jié)果進行歸一化處理，得到三個參量隸屬度的量化值QEV; 具體包括： 1) 參量的模糊化 選取信號強度RSS、可用帶寬B和網(wǎng)絡(luò)開銷C這三個參數(shù)進行模糊化;RSS是切換判決中 重要的參數(shù)，而可用帶寬是衡量網(wǎng)絡(luò)綜合性能的主要指標，網(wǎng)絡(luò)開銷則是處于用戶的方面 來進行考慮； 隸屬度函數(shù)有五個集合:很低(VL)，低(L)，中(M)，高(H)，很高(VH);參量的隸屬度函數(shù) 可以表示為： μL= [μν?,μL,μΜ,μΗ,μνΗ] 其中 i = RSS，B，C; 2) 歸一量化 參量量化Qi = [ Qvl，Ql，Qm，Qh，Qvh] i根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)所設(shè)定，當i = RSS，B的時候定義Qi = [0,0.25,0.5,0.75，1]"當1 =(：的時候定義弘=[1，0.75,0.5,0.25,0]"每個參量量化值就 可以表示為： QliYkA=Q^ 其中 k=WLAN，UMTS;i = RSS，B，C; 3)加權(quán)處理 因為在網(wǎng)絡(luò)綜合性能的判決中每個參數(shù)所占的比重是不一樣的，所以還需要對QEVk>1 進行加權(quán)處理，最終得出的網(wǎng)絡(luò)綜合性能值VCPNk如下式所示： VCPNk=ffRssQEVk> Rss+ffBQEVk, B+ffcQEVk, c 其中 k=WLAN,UMTS; 因為只涉及到兩個網(wǎng)絡(luò)，因此采用固定加權(quán)處理:W=[WRSS，WB，WC] = [0.5,0.3,0.2] ffRSS+ffB+ffc= 1 〇4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基于模糊邏輯的垂直切換方法，其特征 在于:在步驟S3中，引入駐留時間的切換判決;駐留時間算法具有減少乒乓效應(yīng)的優(yōu)點，因 此將加入預(yù)判決后的模糊邏輯控制算法與駐留時間算法進行結(jié)合，在最終做出切換判決的 時候加入駐留時間T dw的判斷，根據(jù)DRSS = 0時的時刻To,及當前時刻Τ，與駐留時間參數(shù)進行 比較，最后得出判決結(jié)果： ① 當MN從UMTS切換到WLAN時 如果VCPNwlan>VCPNumts，并且T-T〇>Tdw時，則觸發(fā)MN從UMTS切換到WLAN，否貝丨J，不發(fā)生切 換； ② 當MN從WLAN切換到UMTS時 如果VCPNwlan〈VCPNumts，并且T-T〇>Tdw時，則觸發(fā)MN從WLAN切換到UMTS，否貝丨】，不發(fā)生切 換。
【文檔編號】H04W36/14GK105873151SQ201610405345
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】陶洋, 李鵬亮, 歐晗琪, 李加成, 沈敬紅, 赫前進, 王振宇, 嚴志軍, 趙芳金, 趙開
【申請人】重慶郵電大學(xué)