CN105744592A - 一种基于异构无线网络的业务接入方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种基于异构无线网络的业务接入方法、装置及***。所述方法的具体实施方式包括：获取待接入网络的第一业务的带宽需求和每个候选网络的每个网络参数值；根据用户针对第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定第一业务对每个候选网络的满意度；向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；当接收到允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到拒绝接入信息时，将目标候选网络从候选网络中删除，进行向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求的步骤。本实施例能够针对不同种类的业务实现业务接入网络时的优化，提高用户对业务接入的整体满意度。

Description

一种基于异构无线网络的业务接入方法、装置及***

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于异构无线网络的业务接入方法、装置及***。

背景技术

近年来，随着移动通信与宽带无线接入技术的竞争与发展，不同技术标准的无线网络呈现出明显的异构性，例如，这些网络可以包括环球移动通信***UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem)、长期演进LTE(LongTermEvolution)、全球微波互联接入WiWax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)、无线局域网WLAN(WirelessLocalAreaNetworks)等。不同类型的网络之间共存、异构融合将是未来移动通信发展的必然趋势。一般来说，我们将能够支持多种不同技术标准的网络的终端称为多模终端。随着多模终端的不断普及，用户方便、迅速和无缝地接入异构网络将逐渐成为现实。当有几种不同类型的业务(例如语音业务、视频业务和文件传输业务等)需要同时传输时，多模终端如何实现在不同的候选网络间进行业务的接入，受到越来越多的关注。

现有技术中，在所考虑的网络属性方面，早期的网络选择算法是基于单一属性的网络选择。随着人们对网络选择算法研究的深入，异构网络接入选择问题的研究趋势逐渐转向多属性网络决策的研究。但是，现有的研究成果一般只考虑部分网络属性，比如只考虑了接入网络的QoS(服务质量)性能方面的属性，没有综合考虑多个方面的网络属性，导致选择接入的网络不够合适，用户体验较差。

另外，在计算效用值时，现有技术中一般没有根据网络参数的特点差异化地选用效用函数，而是采用单一的效用函数。并且，在计算网络的权重时，一般根据网络参数等客观因素来计算，没有结合用户的主观因素，导致选择的网络不够合适，用户满意度较低。

在针对多种业务进行网络选择方面，现有技术中有的网络选择算法中为一组呼叫(可能包括多种业务)选择一个网络，因此该组呼叫中包含的多种业务将同时接入一个网络，例如群体决策技术、个人室内和移动无线电通信GDMT算法。在进行接入选择时，有的网络选择算法虽然为一组呼叫中的不同业务设置不同的优先度等级，例如为语音业务分配最高的优先度，为视频业务分配次高的优先度，为文件传输业务分配最低的优先度，但是这种方法不能动态地为不同业务选择不同网络，而且总是优先考虑某些业务，对其他业务的传输不公平，使用户对各种业务的整体满意度降低，例如异构网络下的智能接入选择IANS算法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供了一种基于异构无线网络的业务接入方法、装置及***，能够针对不同种类的业务实现业务接入网络时的优化，提高用户对业务接入的整体满意度。

为了达到上述目的，本发明公开了一种基于异构无线网络的业务接入方法，应用于终端，所述方法包括：

A.当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；

B.根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；

C.向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；

D.当接收到所述目标候选网络返回的允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并执行步骤C。

较佳的，所述根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度包括：

针对每个网络参数，根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级，以及获取的每个候选网络的所述网络参数值，确定所述网络参数的综合权重；

针对每个候选网络，根据所述候选网络的每个网络参数值，以及所述每个网络参数的预设效用函数公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值；

针对每个候选网络，根据确定的每个网络参数的综合权重和确定的所述候选网络的每个网络参数的效用值，获得所述候选网络的每个网络参数加权后的效用值；

根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及预设判决公式，获得每个候选网络的判决系数；

根据获得的每个候选网络的判决系数以及预设的归一化公式，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度。

较佳的，所述确定所述网络参数的综合权重包括：

根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级以及确定所述网络参数的第一权重；其中，为第j个网络参数的第一权重，F_j为用户针对所述第一业务输入的第j个网络参数的权重等级，n为网络参数的总数量；

根据获取的每个候选网络的所述网络参数值以及确定所述网络参数的第二权重；其中，为第j个网络参数的第二权重，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，m为候选网络的总数量，n为网络参数的总数量，λ为常数；

根据确定的所述网络参数的第一权重和第二权重以及确定所述网络参数的综合权重；其中，w_j为第j个网络参数的综合权重，为第j个网络参数的第一权重，为第j个网络参数的第二权重，n为网络参数的数量，α₁和α₂为常数。

较佳的，所述确定所述候选网络的每个网络参数的效用值包括：

根据所述候选网络的每个网络参数，以及以下任一公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值：

所述公式包括：或或或或其中， u_ij为第i个候选网络的第j个网络参数的效用值，e为自然对数的底，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，n为网络参数的数量，a、b和c均为常数；当网络参数包括可用带宽时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括时延、丢包率时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括功耗时，选用u_ij＝-cx_ij+1计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括安全性时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括价格时，选用计算所述网络参数的效用值。

较佳的，所述获得每个候选网络的判决系数包括：

根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及获得每个候选网络的判决系数；其中，为第i个候选网络的判决系数， v_ij为第i个候选网络的第j个网络参数加权后的效用值，w_j为第j个网络参数的综合权重，n为网络参数的总数量。

较佳的，所述确定所述第一业务对每个候选网络的满意度包括：

根据获得的每个候选网络的判决系数以及确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；其中，M_i为所述第一业务对第i个候选网络的满意度，为第i个候选网络的判决系数，m为候选网络的总数量。

为了达到上述目的，本发明还公开了一种基于异构无线网络的业务接入装置，应用于终端，所述装置包括：

信息获取模块，用于当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；

满意度确定模块，用于根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；

请求发送模块，用于向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；

业务接入模块，用于当接收到所述目标候选网络返回的允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并触发请求发送模块。

为了达到上述目的，本发明还公开了一种基于异构无线网络的业务接入***，包括终端以及与目标候选网络对应的接入点；

所述终端，用于当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；当接收到所述目标候选网络返回的允许接入的信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入的信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并执行向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求的步骤；

所述目标候选网络对应的接入点，用于接收终端发送的所述第一业务的接入请求，判断所述第一业务是否可以接入，如果是，则向终端发送允许接入信息，否则，向终端发送拒绝接入信息。

较佳的，所述终端，还用于向所述目标候选网络对应的接入点发送所述第一业务对所述目标候选网络的满意度；

所述接入点，还用于接收所述终端发送的第一业务对当前自身的满意度；

判断所述第一业务的带宽需求是否小于当前自身的可用带宽；

如果是，则向所述终端发送允许接入信息；

否则，判断当前已经接入的业务中是否存在满意度小于所述第一业务的第二业务，如果否，向所述终端发送拒绝接入信息；如果是，根据所述第一业务的带宽需求及当前可用带宽，选择目标第二业务，停止所述目标第二业务，并向所述终端发送允许接入信息。

较佳的，所述接入点，具体用于将每个第二业务按照其对应的满意度进行排序，按照满意度从小到大的顺序，依次判断每个第二业务的带宽需求与当前自身的可用带宽之和是否大于所述第一业务的带宽需求，如果是，将所述第二业务选择为目标第二业务。

由上述技术方案可见，本发明实施例中，终端根据用户针对第一业务输入的每个网络参数的权重等级以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度，并向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求，当接收到目标候选网络返回的允许接入信息时，将第一业务接入所述目标候选网络；当接收到目标候选网络返回的拒绝接入信息时，重新选择满意度值次大的其他目标候选网络，并发送接入请求，直至第一业务接入网络。进一步地，终端还用于向目标候选网络对应的接入点发送第一业务对目标候选网络的满意度；当接入点判断该第一业务是否可以接入时，还根据当前自身已经接入的业务的满意度进行选择。

也就是说，通过每个网络的网络参数值和用户输入的针对第一业务的每个网络参数的权重等级来确定第一业务对每个网络的满意度，并根据满意度来选择将第一业务接入的候选网络，即在进行业务接入时，根据不同业务综合参考了每个网络参数以及用户对网络参数的权重等级，因此能够针对不同业务实现业务接入网络时的优化，提高用户对业务接入的整体满意度。

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的介绍。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为本发明实施例提供的基于异构无线网络的业务接入方法的一种流程示意图；

图2为整体网络参数和局部网络参数结构示意图；

图3为本发明实施例提供的仿真实例的场景分布图；

图4为本发明实施例提供的仿真实例中不同位置处业务选择网络的结果示意图；

图5为本发明实施例提供的仿真实例中不同选网算法下的终端切换次数示意图；

图6为本发明实施例提供的仿真实例中P1位置上的业务完成率示意图；

图7为本发明实施例提供的仿真实例中P1位置上的总体平均业务满意度示意图；

图8为本发明实施例提供的仿真实例中P2位置上的业务完成率示意图；

图9为本发明实施例提供的仿真实例中P2位置上的总体平均业务满意度示意图；

图10为本发明实施例提供的仿真实例中P3位置上的业务完成率示意图；

图11为本发明实施例提供的仿真实例中P3位置上的总体平均业务满意度示意图；

图12为本发明实施例提供的基于异构无线网络的业务接入装置的一种结构示意图；

图13为本发明实施例提供的基于异构无线网络的业务接入***的一种结构示意图。

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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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的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。

本发明实施例提供了一种基于异构无线网络的业务接入方法、装置及***，能够针对不同业务实现业务接入网络时的优化，提高用户对业务接入的整体满意度。

下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的基于异构无线网络的业务接入方法的一种流程示意图，应用于终端，其包括如下步骤：

步骤101：当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值。

具体的，所述第一业务包括语音业务、视频流业务和文件传输业务等。所述网络参数包括可用带宽、时延、丢包率、能耗和安全性中的一个或多个，该网络参数中还可以包括费用。其中，可用带宽、时延、丢包率属于影响服务质量QoS的参数，是随时间变化的。能耗、费用和安全性一般在很长一段时间内是固定不变的。在获取候选网络的网络参数值时，可以只获取可用带宽、时延、丢包率等随时间变化的参数值，能耗、费用和安全性可以直接保存在终端中。

终端获取候选网络的每个网络参数值属于现有技术，其具体过程此处不再赘述。

当终端检测到存在待接入网络的第一业务时，可以直接获取第一业务中携带的带宽需求，其获取过程属于现有技术。

所述终端包括移动终端等电子设备。

步骤102：根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度。

假设，第一业务为语音类业务，候选网络包括网络1、网络2和网络3，每个网络参数包括可用带宽、时延、能耗和价格。假设用户针对第一业务输入的四个网络参数可用带宽、时延、能耗和价格的权重等级分别为3、5、1、2。假设获得的每个网络的每个网络参数值见表1。

表1

根据上述数据，可以确定第一业务对每个候选网络的满意度值如下：

网络1：0.5

网络2：1

网络3：0

可见，第一业务即语音类业务对网络2的满意度最大，对网络3的满意度最小。

具体地，根据用户输入的网络参数的权重等级和每个候选网络的网络参数的值，确定第一业务对每个网络的满意度，可以有多种方法。

步骤103：向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求。

步骤104：当接收到所述目标候选网络返回的允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并执行步骤103。

例如，对于步骤102中得到的第一业务对三个候选网络的满意度，向满意度最大值对应的网络2发送接入请求，如果网络2拒绝第一业务接入，那么将网络2从候选网络中删除，再向网络1发送接入请求。

由上述内容可知，本实施例中，通过每个网络的网络参数值和用户输入的针对第一业务的每个网络参数的权重等级来确定第一业务对每个网络的满意度，并根据满意度来选择将第一业务接入的候选网络，即在进行业务接入时，根据不同业务，并综合参考了每个网络参数以及用户对网络参数的主观权重，因此能够针对不同业务实现业务接入网络时的优化，提高用户对业务接入的整体满意度。

在本发明的另一实施方式中，为了更科学、更有效地确定第一业务对每个候选网络的满意度，图1所示的方法实施例中的步骤102，根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度，可以包括步骤：

步骤1：针对每个网络参数，根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级，以及获取的每个候选网络的所述网络参数值，确定所述网络参数的综合权重。

在本实施例中，步骤1中，确定所述网络参数的综合权重具体可以包括：

步骤1A：根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级以及预设第一权重公式，确定所述网络参数的第一权重。

具体地，根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级以及确定所述网络参数的第一权重。其中，为第j个网络参数的第一权重，F_j为用户针对所述第一业务输入的第j个网络参数的权重等级，n为网络参数的总数量。

用户针对第一业务输入的每个网络参数的权重等级可以是数值，也可以是文字，例如高、低、中等模糊值。当用户输入的是模糊值时，需要将其转换成定量化的数值，具体的转换过程可以参考三角模糊运算理论的结果，见表2。

表2

假设，针对第一业务，用户对可用带宽、时延、能耗和价格等网络参数输入的权重等级分别为High、VeryHigh、Low和Medium，那么可以根据表2的内容，将这些权重等级转换为定量化的数值，分别为：0.7、0.8333、0.3和0.5。

在实际应用中，一般将可用带宽、时延等参数归为服务质量QoS，QoS是一种服务性能的体现，这种服务性能决定了候选网络在多大程度上满足业务用户的需求。对于QoS等级的划分，综合考虑了包括用户喜好、网络情况和服务类型等其他因素，因此常常将QoS(包括可用带宽、时延等)与功耗、费用、安全性等4类参数并列起来称为整体网络参数(GlobalWeight，GW)，将可用带宽、时延、丢包率等二级权重称为局部网络参数(LocalWeight，LW)。图2所示为整体网络参数和局部网络参数的结构示意图。在用户实际设置网络参数的权重等级时，可以针对整体网络参数和局部网络参数来设置。

当用户对每个候选网络的整体网络参数和局部网络参数分别设置权重等级时，确定每个网络参数的第一权重可以包括：

先根据预设第一权重公式分别计算整体网络参数和局部网络参数的权重，然后再将整体网络参数的权重乘以对应的局部网络参数的权重，获得每个网络参数的第一权重。即根据分别计算整体网络参数和局部网络参数的权重，得到每个整体网络参数的权重集合GW'＝[w_Q',w_E',w_C',w_S']，以及每个局部网络参数的权重集合LW＝[w_R',w_D']。其中，对于GW，n为4；对于LW，n为2。将整体网络参数的权重乘以对应的局部网络参数的权重，最终得到所有网络参数的第一权重W_H＝[w_R',w_D',w_E',w_C',w_S']，其中，w'_R＝w_Q'×w_R',w'_D＝w_Q'×w_D'。

例如，用户输入的整体网络参数QoS、功耗、费用、安全性的权重等级分别为4、1、3、2，输入的局部网络参数可用带宽、时延的权重等级分别为1、9。那么可以得到每个整体网络参数的权重：QoS的权重为4/(4+1+3+2)＝0.4，功耗的权重为1/(4+1+3+2)＝0.1，费用的权重为3/(4+1+3+2)＝0.3，安全性的权重为2/(4+1+3+2)＝0.2。可以得到每个局部网络参数的权重：可用带宽的权重为1/(1+9)＝0.1，时延的权重为9/(1+9)＝0.9。最终得到可用带宽、时延的第一权重分别为：QoS的权重*可用带宽的权重＝0.4*0.9＝0.36，QoS的权重*时延的权重＝0.4*0.1＝0.04。最终，可用带宽、时延、功耗、费用、安全性的第一权重分别为：0.04、0.36、0.1、0.3和0.2。

步骤1B：根据获取的每个候选网络的所述网络参数值以及预设第二权重公式，确定所述网络参数的第二权重。

具体地，根据获取的每个候选网络的所述网络参数值以及确定所述网络参数的第二权重；其中，为第j个网络参数的第二权重， x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，m为候选网络的总数量，n为网络参数的总数量，λ为常数。

当网络参数包括安全性等参数时，这种参数的参数值一般用语言文字来表示参量值，例如候选网络的安全性非常好、好、差、非常差等。在本实施例中，需要将这样的语言参量转换成定量化的数值，具体的转换过程可以参考三角模糊运算理论的结果，见表3。

表3

假设，候选网络1的安全性属于非常好(VG)的等级，那么其对应的安全性的参数值为9.5。

步骤1C：根据确定的所述网络参数的第一权重和第二权重以及预设综合权重公式，确定所述网络参数的综合权重。

具体地，根据确定的所述网络参数的第一权重和第二权重以及确定所述网络参数的综合权重。其中，w_j为第j个网络参数的综合权重，为第j个网络参数的第一权重，为第j个网络参数的第二权重，n为网络参数的数量，α₁和α₂为常数。

步骤2：针对每个候选网络，根据所述候选网络的每个网络参数值，以及所述每个网络参数的预设效用函数公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值。

具体地，根据所述候选网络的每个网络参数，以及以下任一公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值：

所述公式包括：或或u_ij＝-cx_ij+1或或其中， u_ij为第i个候选网络的第j个网络参数的效用值，e为自然对数的底，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，n为网络参数的数量，a、b和c均为常数；当网络参数包括可用带宽时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括时延、丢包率时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括功耗时，选用u_ij＝-cx_ij+1计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括安全性时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括价格时，选用计算所述网络参数的效用值。

步骤3：针对每个候选网络，根据确定的每个网络参数的综合权重和确定的所述候选网络的每个网络参数的效用值，获得所述候选网络的每个网络参数加权后的效用值；

具体地，针对每个候选网络，将所述候选网络的每个综合权重乘以每个网络参数的效用值，可以获得所述候选网络的每个网络参数加权后的效用值。

步骤4：根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及预设判决公式，获得每个候选网络的判决系数。

具体地，根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及获得每个候选网络的判决系数。其中，为第i个候选网络的判决系数， p＝2，v_ij为第i个候选网络的第j个网络参数加权后的效用值，w_j为第j个网络参数的综合权重，n为网络参数的总数量。

参数p用于调节用户看待风险的态度，p取1时表示用户选择规避风险，p取2时表示用户对待风险的态度是中立的，p取∞时表示用户愿意承担风险。本发明实施例只考虑用户对风险的态度是中立的情况。

步骤5：根据获得的每个候选网络的判决系数以及预设的归一化公式，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度。

具体地，根据获得的每个候选网络的判决系数以及确定所述第一业务对每个候选网络的满意度。其中，M_i为所述第一业务对第i个候选网络的满意度，为第i个候选网络的判决系数，m为候选网络的总数量，max{}为取最大值函数，min{}为取最小值函数。

通过步骤4获得的每个候选网络的判决系数已经归于[0，1]之间，但是通过步骤5可以进一步将针对第一业务得到的每个候选网络的判决系数归一化，得到满意度值，这样，针对不同业务获得的每个候选网络的满意度将处于同一层次中，不同业务对每个候选网络的满意度之间可以相互进行比较。

假设，通过步骤4得到的业务1、业务2分别对候选网络1、候选网络2和候选网络3的判决系数见表4，通过步骤5得到的业务1、业务2分别对候选网络1、候选网络2和候选网络3的满意度见表5。

表4

表5

从表4和表5的比较中可以看出，通过表5中的每种业务对每个候选网络的满意度值，可以清楚地了解，针对每个候选网络，每种业务对所述候选网络的满意度的高低。

本发明中提出的业务接入方法是基于满意度的，主要是为了解决多用户场景下业务流分配的问题，因此可以将本发明提供的方法称为基于满意度的流分配策略(FlowDistributionStrategyBasedonSatisfaction，FDS)。下面结合具体的仿真实例对本申请的内容以及本申请的有益效果再做详细说明。

假设，以图3所示的矩形区域模拟仿真中的实际区域，其中，矩形区域内均有通用移动通信***UMTS网络和长期演进LTE网络覆盖，在其中的特定位置还有3个无线局域网WLAN接入点，即三个圆形区域被以下三个WLAN网络覆盖：WLAN_1，WLAN_2，WLAN_3。并且，椭圆形区域内还覆盖了一个全球微波互联接入WiMax网络。也就是说，该仿真中的候选网络包括UMTS网络、LTE网络、WiMax网络、WLAN_1网络、WLAN_2网络和WLAN_3网络共6个。在图3的虚线位置上，分布着从P1到P7共7个试验点。仿真采用的终端为移动终端，其上设置有多个网络接口，分别能够接入以上网络，并且一个业务只能接入一个网络。

在进行网络选择的过程中，本仿真考虑了5个网络参数：可用带宽R、时延D、能耗E、价格C和安全性S。其中，可用带宽、时延在一定范围内动态变化，而能耗、价格和安全性保持不变。每个候选网络的参数值见表6，其中，可用带宽和时延两列中列出了每个候选网络的参数的变化范围，能耗、价格和安全性三列的数值一般保持不变并且会预先存储在终端中。当有第一业务需要接入网络，并且需要获取每个候选网络的网络参数值时，只获取可用带宽和时延的值即可。

表6

其中，表6中安全性一列中，箭线左侧列出了级别信息，箭线左侧的数值是将这些级别信息根据表3转换成的相应的定量化的数值。

根据3GPP的定义，我们选取了其中三种类型的业务进行仿真，即语音业务(VoIP)、视频流业务(VideoStreaming)和文件传输业务(FileTransfer)。每种业务的服务质量Qos参数的相应数值见表7，这些数值都是预先存储在终端中的。终端用户针对不同业务为每个网络参数设置的权重等级见表8和表9，其中，箭线左侧为用户输入的权重等级，箭线右侧为终端通过表2将其转换成的定量化的数值。

表7

其中，表7中列出了每种业务对应的带宽需求R的最大值R_min和最小值R_max，时延需求D的最大值D_max和最小值D_min。a_R和b_R分别是根据带宽需求R的最大值和最小值以及预设效用函数公式计算出的常数a和b的数值，a_D和b_D分别是根据时延需求D的最大值和最小值以及预设效用函数公式计算出的常数a和b的数值。

表8

表9

根据以上数据信息进行仿真，当移动终端从P1位置出发，沿着图3中的虚线依次缓慢经过P2、P3、P4、P5、P6，最终到达P7的过程中，三种不同类型的业务选择接入哪种网络和网络切换情况分别如图4和图5所示。其中，假设所有的候选网络都有足够的初始带宽，并且，由于带宽和时延在一定范围内动态变化，因此每个位置随机取10000次网络参数值进行仿真。

从图4中可以看出，语音业务(VoIP业务)对时延的要求很高，对带宽的要求较低，因此，即使在有WLAN网络覆盖的地方(例如P2到P6位置)，也只选择了蜂窝网络LTE，同时也避免了频繁切换引起的通信质量下降。在时延最小的两个蜂窝网络UMTS和LTE中，LTE既可以保障语音业务的Qos需求，并且又相对便宜，因此终端始终选择接入LTE网络。

与此同时，采用本发明提供的业务接入方法进行的仿真中，倾向于为视频流业务和文件传输业务选择WLAN网络。这是因为，这两种类型的业务的Qos需求不那么严格，对带宽的要求比较大，对时延的要求比较小，而WLAN网络具有最低的通信费用和最大的带宽。因此，WLAN网络成为这两种类型业务的理想选择。此外，当没有WLAN网络覆盖时(对应于P1和P7位置)，在UMTS、LTE、WiMax三种网络中，LTE网络能够满足这两种业务的Qos需求，同时其通信资费最低、能耗较低、网络安全性最高，因此选择LTE网络来传输这两种业务。

从图5中可以看出，在移动终端从P1逐渐移动至P7的过程中，本发明所使用的网络选择算法(FDS)比传统算法的网络切换次数低，本发明能够有效地降低网络切换次数，同时可以解决乱序问题，减少由于频繁切换网络造成的通信质量下降问题。

下面再针对业务完成率和总体平均业务满意度这两个指标参数，将本发明中的网络选择算法FDS与现有技术中的网络选择算法IANS和GDMT进行比较。

业务完成率是指能够成功接入网络，没有被迫终止并最终实现平稳运行的业务数量占该种类型业务总数的比例，其计算公式如下：

$C_c=\frac{\underset{i\∈\left\{\mathrm{Candidate\; Networks}\right\}}{\mathrm{\Σ}}{N}_{\mathrm{ic}}}{{\mathrm{SN}}_c}$

其中，C_c表示第c种业务完成率，SN_c表示第c种业务的总数量，N_ic表示在候选网络i中第c种业务成功接入并且在切换过程中没有被迫中止，最终顺利完成的业务数量。

总体平均业务满意度是指，在各候选网络中成功接入、在切换过程中没有被迫中止并且最终顺利完成的各种业务的满意度之和，与所述完成的各种业务的数量之比，其计算公式如下：

$S=\frac{\underset{c=1}{\overset{3}{\Σ}}\underset{i\∈\left\{CandidateNetworks\right\}}{\Σ}{M}_{ic}\×N_{ic}}{\underset{c=1}{\overset{3}{\Σ}}\underset{i\∈\left\{CandidateNetworks\right\}}{\Σ}{N}_{ic}},c=1,2,3$

其中，S为总体平均业务满意度，M_ic为第c种业务对第i个候选网络的满意度值，N_ic表示第c种业务在候选网络i中成功接入并且在切换过程中没有被迫中止，最终顺利完成的业务数量。

仿真过程的具体设置如下。针对每一种算法，使不同数量的终端应用该算法进行网络选择，并选择图3中具有代表性的P1、P2和P3位置进行仿真，统计各个位置处每种业务的业务完成率和总体平均业务满意度随终端数量增加的变化情况。

其中，每个终端中都存在三种待接入网络的业务，即语音业务、视频流业务和文件传输业务。根据三种业务的带宽需求范围，为三种业务选取满足要求的较小带宽，即将语音业务、视频流业务和文件传输业务的带宽分别设置为32kbps、128kbps和64kbps。需要说明的是，GDMT算法需要人工输入综合权重，为了使仿真有效，本仿真过程将采用与FDS相同的综合权重。同时，IANS和GDMT算法也都需要人工设置业务的优先级。并且，在本仿真中，将IANS和GDMT算法中，三种业务的优先级都设置为5、3、2，即语音业务的优先级最高。

上述仿真过程的统计结果如图6至图11所示。从图中可以总结出，不管使用哪种算法，随着终端数量的增加，三种算法中三种业务的业务完成率都会下降。IANS和GDMT算法都依赖于业务的优先度等级。

在图6、图8和图10中，在GDMT算法中三种业务的完成率是没有区别的，分别表示语音、视频和文件传输业务的三条虚线是重合的。这是因为GDMT算法将三种业务的权重聚合起来，为一组呼叫(包括多种业务)选择一个网络。在IANS算法中，由于语音业务的优先级最高，所以其业务完成率也最高。相对而言，视频流业务有第二高的优先级，因此有第二高的完成率。文件传输业务的优先级最低，其业务完成率也最低。本发明提出的FDS算法，是基于网络中业务的满意度，在满意度最高的网络中，由于VoIP业务带宽小，可以接入更多数量的业务，所以其业务完成率最高。而对于视频流业务，其所需带宽最大，所以其业务完成率最低。并且在本方案中，视频流业务和文件传输业务对各个网络的排序几乎相同，当终端数量增加到一定程度时，带宽需求较小的文件传输业务将会有更大的机会接入网络，带宽需求最大的视频流业务接入网络的机会不断减小，因此该类业务员的完成率逐渐趋近于零。并且，对比FDS算法和IANS算法，在网络资源利用率都很高的情况下，FDS算法中三种业务完成率的差距要比IANS的小，并且FDS算法中，不容易出现业务完成率为零的现象。

此外，当不同类型业务的资源冲突严重时，FDS算法和IANS算法的效果更加明显。在位置1处存在3个网络，不存在WLAN网络，网络资源冲突严重，因此不同类型的业务的完成率区分明显。在位置3处存在两个WLAN网络，不同类型的业务接入不同网络的资源冲突较小，在这种情况下，业务的完成率的区分变得不明显。

图7、图9和图11描绘了在位置P1、P2和P3，分别使用FDS、IANS和GDMT三种算法时，随着终端数量的增加，总体平均业务满意度的变化。从图中可以看出，FDS和IANS算法中，随着终端数量的增加，总体平均业务满意度比例下降。GDMT算法，总体平均业务满意度在刚开始阶段会增加，达到某个值后，随着终端数量的增加会下降，但是始终都是三种算法中最低的。这说明，采用GDMT算法选出来的网络，对各单独业务来说并不是最优的。在初始阶段，FDS算法和IANS算法，总体平均业务满意度相同，但是随着终端数量的增加，FDS算法的优势显现出来，其总体平均业务满意度是最高的。这是因为FDS算法能够让业务尽可能分配到对自身来说性能最优的网络，优化了网络配置。

图12为本发明实施例提供的基于异构无线网络的业务接入装置的一种结构示意图，应用于终端，与图1所示方法实施例相对应，所述装置包括信息获取模块1201、满意度确定模块1202、请求发送模块1203和业务接入模块1204。

其中，所述信息获取模块1201，用于当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；

所述满意度确定模块1202，用于根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；

所述请求发送模块1203，用于向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；

所述业务接入模块1204，用于当接收到所述目标候选网络返回的允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并触发请求发送模块1203。

在本实施例中，满意度确定模块1202具体还可以包括综合权重确定模块、效用值确定模块、效用值加权模块、判决系数获得模块和满意度确定模块(图中未示出)。

所述综合权重确定模块，用于针对每个网络参数，根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级，以及获取的每个候选网络的所述网络参数值，确定所述网络参数的综合权重；

所述效用值确定模块，用于针对每个候选网络，根据所述候选网络的每个网络参数值，以及所述每个网络参数的预设效用函数公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值；

所述效用值加权模块，用于针对每个候选网络，根据确定的每个网络参数的综合权重和确定的所述候选网络的每个网络参数的效用值，获得所述候选网络的每个网络参数加权后的效用值；

所述判决系数获得模块，用于根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及预设判决公式，获得每个候选网络的判决系数；

所述满意度确定模块，用于根据获得的每个候选网络的判决系数以及预设的归一化公式，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度。

在本实施例中，综合权重确定模块具体还可以包括第一权重确定子模块、第二权重确定子模块和综合权重确定子模块(图中未示出)。

第一权重确定模块，用于根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级以及确定所述网络参数的第一权重；其中，为第j个网络参数的第一权重，F_j为用户针对所述第一业务输入的第j个网络参数的权重等级，n为网络参数的总数量；；

第二权重确定模块，用于根据获取的每个候选网络的所述网络参数值以及确定所述网络参数的第二权重；其中，为第j个网络参数的第二权重，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，m为候选网络的总数量，n为网络参数的总数量，λ为常数；

综合权重确定模块，用于根据确定的所述网络参数的第一权重和第二权重以及确定所述网络参数的综合权重；其中，w_j为第j个网络参数的综合权重，为第j个网络参数的第一权重，为第j个网络参数的第二权重，n为网络参数的数量，α₁和α₂为常数。

在本实施例中，所述效用值确定模块具体可以用于：

根据所述候选网络的每个网络参数，以及以下任一公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值：

所述公式包括：或或或或其中， u_ij为第i个候选网络的第j个网络参数的效用值，e为自然对数的底，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，n为网络参数的数量，a、b和c均为常数；当网络参数包括可用带宽时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括时延、丢包率时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括功耗时，选用u_ij＝-cx_ij+1计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括安全性时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括价格时，选用计算所述网络参数的效用值。

在本实施例中，所述判决系数获得模块具体用于：

根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及获得每个候选网络的判决系数；其中，为第i个候选网络的判决系数， v_ij为第i个候选网络的第j个网络参数加权后的效用值，w_j为第j个网络参数的综合权重，n为网络参数的总数量。

在本实施例中，所述满意度确定模块具体用于：

根据获得的每个候选网络的判决系数以及确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；其中，M_i为所述第一业务对第i个候选网络的满意度，为第i个候选网络的判决系数，m为候选网络的总数量。

图13为本发明实施例提供的基于异构无线网络的业务接入***的一种结构示意图，所述***包括终端1301以及与目标候选网络对应的接入点1302。

其中，所述终端1301，用于当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；当接收到所述目标候选网络返回的允许接入的信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入的信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并执行向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求的步骤；

所述目标候选网络对应的接入点1302，用于接收终端发送的所述第一业务的接入请求，判断所述第一业务是否可以接入，如果是，则向终端发送允许接入信息，否则，向终端发送拒绝接入信息。

在本实施例中，终端1301，还可以用于向所述目标候选网络对应的接入点发送所述第一业务对所述目标候选网络的满意度。

假设，终端中业务1和业务2分别对候选网络1和候选网络2的满意度见表5，终端要向当前的目标候选网络对应的接入点发送相应的满意度值。

接入点1302还可以用于接收所述终端发送的第一业务对当前自身的满意度；判断所述第一业务的带宽需求是否小于当前自身的可用带宽；

如果是，则向所述终端发送允许接入信息；

否则，判断当前已经接入的业务中是否存在满意度小于所述第一业务的第二业务，如果否，向所述终端发送拒绝接入信息；如果是，根据所述第一业务的带宽需求及当前可用带宽，选择目标第二业务，停止所述目标第二业务，并向所述终端发送允许接入信息。

由于接入点中保存了每个已经接入的业务的满意度值，因此接入点可以根据已经保存的满意度值，判断已经接入的业务中是否存在满意度小于所述第一业务的第二业务。

在本实施例中，接入点1302具体还可以用于将每个第二业务按照其对应的满意度进行排序，按照满意度从小到大的顺序，依次判断每个第二业务的带宽需求与当前自身的可用带宽之和是否大于所述第一业务的带宽需求，如果是，将所述第二业务选择为目标第二业务。

如果满意度最大值对应的第二业务的带宽与当前自身的可用带宽之和不大于所述第一业务的带宽需求，则向终端发送拒绝接入信息。

由于上述装置实施例是基于方法实施例得到的，与该方法具有相同的技术效果，因此装置实施例的技术效果在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施方式中的全部或部分步骤是能够通过程序指令相关的硬件来完成的，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。这里所称存储介质，是指ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述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做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于异构无线网络的业务接入方法，其特征在于，应用于终端，所述方法包括：

A.当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；

B.根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；

C.向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；

D.当接收到所述目标候选网络返回的允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并执行步骤C。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度包括：

针对每个网络参数，根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级，以及获取的每个候选网络的所述网络参数值，确定所述网络参数的综合权重；

针对每个候选网络，根据所述候选网络的每个网络参数值，以及所述每个网络参数的预设效用函数公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值；

针对每个候选网络，根据确定的每个网络参数的综合权重和确定的所述候选网络的每个网络参数的效用值，获得所述候选网络的每个网络参数加权后的效用值；

根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及预设判决公式，获得每个候选网络的判决系数；

根据获得的每个候选网络的判决系数以及预设的归一化公式，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述网络参数的综合权重包括：

根据用户针对所述第一业务输入的所述网络参数的权重等级以及确定所述网络参数的第一权重；其中，为第j个网络参数的第一权重，F_j为用户针对所述第一业务输入的第j个网络参数的权重等级，n为网络参数的总数量；

根据获取的每个候选网络的所述网络参数值以及确定所述网络参数的第二权重；其中，为第j个网络参数的第二权重，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，m为候选网络的总数量，n为网络参数的总数量，λ为常数；

根据确定的所述网络参数的第一权重和第二权重以及确定所述网络参数的综合权重；其中，w_j为第j个网络参数的综合权重，为第j个网络参数的第一权重，为第j个网络参数的第二权重，n为网络参数的数量，α₁和α₂为常数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述候选网络的每个网络参数的效用值包括：

根据所述候选网络的每个网络参数，以及以下任一公式，确定所述候选网络的每个网络参数的效用值：

所述公式包括：或或u_ij＝-cx_ij+1或或其中， u_ij为第i个候选网络的第j个网络参数的效用值，e为自然对数的底，x_ij为第i个候选网络的第j个网络参数值，n为网络参数的数量，a、b和c均为常数；当网络参数包括可用带宽时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括时延、丢包率时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括功耗时，选用u_ij＝-cx_ij+1计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括安全性时，选用计算所述网络参数的效用值；当网络参数包括价格时，选用计算所述网络参数的效用值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得每个候选网络的判决系数包括：

根据获得的每个候选网络的每个网络参数加权后的效用值、确定的每个网络参数的综合权重以及获得每个候选网络的判决系数；其中，为第i个候选网络的判决系数， p＝2，v_ij为第i个候选网络的第j个网络参数加权后的效用值，w_j为第j个网络参数的综合权重，n为网络参数的总数量。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一业务对每个候选网络的满意度包括：

根据获得的每个候选网络的判决系数以及确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；其中，M_i为所述第一业务对第i个候选网络的满意度， 为第i个候选网络的判决系数，m为候选网络的总数量。

7.一种基于异构无线网络的业务接入装置，其特征在于，应用于终端，所述装置包括：

信息获取模块，用于当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；

满意度确定模块，用于根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；

请求发送模块，用于向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；

业务接入模块，用于当接收到所述目标候选网络返回的允许接入信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并触发请求发送模块。

8.一种基于异构无线网络的业务接入***，其特征在于，包括终端以及与目标候选网络对应的接入点；

所述终端，用于当检测到存在待接入网络的第一业务时，获取所述第一业务的带宽需求，并获取每个候选网络的每个网络参数值；根据用户针对所述第一业务输入的每个网络参数的权重等级，以及每个候选网络的每个网络参数值，确定所述第一业务对每个候选网络的满意度；向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求；当接收到所述目标候选网络返回的允许接入的信息时，将所述第一业务接入所述目标候选网络；当接收到所述目标候选网络返回的拒绝接入的信息时，将所述目标候选网络从所述候选网络中删除，并执行向满意度最大值对应的目标候选网络发送接入请求的步骤；

所述目标候选网络对应的接入点，用于接收终端发送的所述第一业务的接入请求，判断所述第一业务是否可以接入，如果是，则向终端发送允许接入信息，否则，向终端发送拒绝接入信息。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述终端，还用于向所述目标候选网络对应的接入点发送所述第一业务对所述目标候选网络的满意度；

所述接入点，还用于接收所述终端发送的第一业务对当前自身的满意度；

判断所述第一业务的带宽需求是否小于当前自身的可用带宽；

如果是，则向所述终端发送允许接入信息；

否则，判断当前已经接入的业务中是否存在满意度小于所述第一业务的第二业务，如果否，向所述终端发送拒绝接入信息；如果是，根据所述第一业务的带宽需求及当前可用带宽，选择目标第二业务，停止所述目标第二业务，并向所述终端发送允许接入信息。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述接入点，具体用于将每个第二业务按照其对应的满意度进行排序，按照满意度从小到大的顺序，依次判断每个第二业务的带宽需求与当前自身的可用带宽之和是否大于所述第一业务的带宽需求，如果是，将所述第二业务选择为目标第二业务。