基于決策概率的接入網(wǎng)選擇

　　值得注意的是，式(9)和式(10)所定義的滿意度和價(jià)格可在終端接收到網(wǎng)絡(luò)廣播的接入帶寬信息后計(jì)算而得，而公式定義的第三個(gè)參數(shù)相對鏈路質(zhì)量δj，則可由終端對收到的廣播信息進(jìn)行測量而得。由此，根據(jù)式(8)的定義，終端可以計(jì)算出是否接受網(wǎng)絡(luò)j提供服務(wù)的決策概率Aj(sj，pj，δj)。綜上所述，提出終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇的算法：當(dāng)終端在選擇要使用哪個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的資源時(shí)，首先計(jì)算接受各無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的決策概率，之后選擇具有最大決策概率值的網(wǎng)絡(luò)接入。具體而言，終端的網(wǎng)絡(luò)選擇算法可用下列偽碼描述：

　　3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與仿真結(jié)果

　　本節(jié)給出基于決策概率的網(wǎng)絡(luò)選擇算法實(shí)現(xiàn)方案框圖和基于此方案在NS2環(huán)境下完成的仿真結(jié)果。

　　圖1是針對多模終端所設(shè)計(jì)的可以完成基于決策概率的網(wǎng)絡(luò)選擇算法的體系結(jié)構(gòu)。

　　在該體系結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)選擇模塊負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)接口規(guī)范(NIDS)設(shè)備接口采集網(wǎng)絡(luò)信息并進(jìn)行存儲。NIDS設(shè)備用于操作所有網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)需要建立業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)選擇模塊根據(jù)存儲的各網(wǎng)絡(luò)信息按本文提出的算法選擇最合適的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，同時(shí)設(shè)置位于NIDS中的用戶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口轉(zhuǎn)發(fā)模塊，使用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)從選定的網(wǎng)絡(luò)接口中發(fā)送。

　　為驗(yàn)證所提出的網(wǎng)絡(luò)選擇算法，基于圖1的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)在NS2平臺下搭建了異構(gòu)仿真環(huán)境。仿真環(huán)境如圖2所示，包括一個(gè)UMTS網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)802.11e的WLAN網(wǎng)絡(luò)。用戶位于UMTS網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)絡(luò)的重疊覆蓋區(qū)域。

　　這里所采用的WLAN技術(shù)是提供QoS保證并可以進(jìn)行速率控制。同時(shí)，UMTS網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)都有足夠容量為有限的用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)，且這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的數(shù)據(jù)服務(wù)的接入帶寬分別為2個(gè)單位和6個(gè)單位。在該仿真場景中UMTS的Node B和WLAN的AP負(fù)責(zé)周期廣播其接入帶寬，而用戶隨機(jī)的發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)并在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中選擇最優(yōu)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)建立業(yè)務(wù)連接。具體仿真參數(shù)如表1所示。

　　在圖2的仿真場景中，安排用戶在10 s開始從遠(yuǎn)離WLAN的AP位置緩慢向WLAN的AP移動(dòng)；在100 s附近開始從接近WLAN AP的位置開始以相同速度遠(yuǎn)離該AP。圖3是根據(jù)以上設(shè)置完成的仿真結(jié)果。該圖反映用戶在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)決策概率值的變化情況。最初，由于移動(dòng)臺距離WLAN的AP較遠(yuǎn)導(dǎo)致信號比較弱，相對鏈路質(zhì)量差，因而選擇UMTS的決策概率較大。隨著移動(dòng)臺的移動(dòng)，WLAN的信號逐漸增強(qiáng)使得UMTS網(wǎng)絡(luò)的相對鏈路質(zhì)量變差。在綜合考慮WLAN提供的接入帶寬、價(jià)格、相對鏈路質(zhì)量后，用戶選擇WLAN的決策概率大于選擇UMTS的決策概率，因此WLAN覆蓋的絕大多數(shù)地區(qū)，移動(dòng)終端總會選擇WLAN做接入。當(dāng)移動(dòng)臺離WLAN的AP較遠(yuǎn)時(shí)，選擇UMTS的決策概率才會逐漸回升。

　　值得注意的是，盡管仿真中僅涉及到兩個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，但所提出的接入網(wǎng)選擇算法并不限于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

　　4 結(jié)語

　　下一代無線系統(tǒng)的特點(diǎn)是各種異構(gòu)的無線接入網(wǎng)絡(luò)相互合作、補(bǔ)充，共同為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。隨著技術(shù)的發(fā)展一，首先將是多模終端的出現(xiàn)，使終端擺脫了只能與一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)建立連接的束縛。繼而SDR技術(shù)、端到端重配置技術(shù)使移動(dòng)終端終將發(fā)展為可變模的智能設(shè)備。在這種情況下，終端有能力而且有必要從眾多的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中挑選最合適的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)與之建立數(shù)據(jù)連接。本文正是基于此，提出決策概率的概念，使用戶能挑選出最合適的接入網(wǎng)絡(luò)。決策概率同時(shí)考慮了用戶對網(wǎng)絡(luò)提供的QoS的滿意程度、價(jià)格因素和用戶與網(wǎng)絡(luò)間相對鏈路質(zhì)量三個(gè)方面因素?；诖藳Q策概率，提出了移動(dòng)終端側(cè)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇的算法。通過在NS2平臺上建立仿真場景并執(zhí)行一系列的試驗(yàn)，驗(yàn)證了提出的用戶接入網(wǎng)絡(luò)選擇算法。同時(shí)，文中也給出了移動(dòng)終端在面對UMTS和WLAN兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的決策概率變化情況。

　　目前，我們也正在對基于決策概率的用戶網(wǎng)絡(luò)選擇算法進(jìn)行擴(kuò)展，增加網(wǎng)絡(luò)調(diào)控部分，使網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)調(diào)整其QoS參數(shù)，通過影響用戶網(wǎng)絡(luò)選擇行為而同時(shí)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)收益最大和負(fù)載均衡的目的。