基于多属性和群体决策的异构无线网络选择算法(3)
2 建模与仿真
处在异构无线网络中首先对无线网络的RSS进行检测,满足(1)后,终端监测获取异构可用网络得到网络的QoS跟延时(D)、抖动(J)、资费(C)、带宽(B)、服务速率(SV)和网络负载(L)参数值以及中断概率,初始历史喜好(HL)考虑用户策略及业务类型建模分析。
业务类型可分实时和非实时性业务,用户要求或偏好不同类型则网络的偏好选择不用。如实时性业务对于延时、抖动、服务速率的要求较高,这些属性的重要度较其他属性高,因此得到业务类型判断矩阵如表1,表2所示。
再考虑用户偏好分析,用户的喜好一般有资费、服务体验问题,对于用户偏好策略的判断矩阵如表3所示。
至此由表1,2,3得到权重向量分别为:
W实时={0.3760,0.1041,0.0365,0.2267,0.1732,0.1433,0.1192};
W非实时={0.0938,0.1306,0.0381,0.2878,0.2776,0.1302,0.0419};
W用户={0.1006,0.0696,0.3628,0.0675,0.3324,0.0463,
0.0228}。
本文的仿真环境在Matlab下进行,现选取四个无线网络设置仿真异构无线网络环境,分别为TD-LTE,WCDMA,WLAN1,WLAN2,模拟一个多模移动终端(MT)在各网络基站(BS)场景中从左到右匀速移动,无线网络设置的仿真环境如图2所示。
初始四个网络的参数如表4中所示,其中历史喜好(HL)一项由于不能先人为评定喜好高低则均先初始为1。
3 结果与分析
3.1 网络选择验证
在网络选择验证中,用户进入覆盖范围AP1点首先使用实时性业务策略,到了AP2点开始使用用户资费和服务体验优先策略,直到AP3点后依然使用用户资费和服务体验优先策略,到了AP4点开始选择非实时性业务策略,到了AP5点开始选择用户资费和服务体验优先策略直到AP6之后不变。图3所示为各情况下的选择结果。
结果分析:在过AP1点后网络选择TD-LTE,信号强度(RSS)均满足要求而实时性业务要求延时、抖动、服务速率较好因此所选为最好;在AP2点后网络选择了WLAN1,由信号强度参数不考虑LWAN2,用户资费和服务体验策略看重的是资费和服务因WLAN1有较低的资费较高服务速度因此为所选;到AP3点后仍然选择WLAN1,此网络覆盖内虽然WLAN2资费比WLAN1稍低但服务体验差;到AP4选择TD-LET非实时性业务对延时、抖动等要求不高对带宽服务要求高;AP5点后资费跟服务偏好则选择WLAN2,WLAN1被RSS条件去除,AP6点只有TD-LTE覆盖由RSS条件筛选离开WLAN2覆盖就做此切换接入,选择结果与分析知算法符合逻辑和实际情况。
3.2 性能验证
仿真环境中网络接收信号由式(1)强度随基站的距离变大而减小。切换检测设置场景:使终端MT在点AP3到AP5之间来回移动(a)采用非实时业务(b)采用实时业务,本文算法与文献[7]和[10]结果对比,如图4、图5所示。
结果分析:在点AP3到AP5之间覆盖的网络较多系统可能产生的切换次数也相对不确定,在图4中随着用户方位变化和网络覆盖范围不同信号接受强度在变,非实时业务对延时等要求不很高可能产生的目标切换较多因此结果产生的切换次数相对较多;图5中算法中实时业务考虑了延时、服务速率、抖动等多种因素可切换的目标网络较少因此产生的切换相对较少。
仿真结果表明提出的算法优于其他相比较的两个算法得到的服务质量,结合历史喜好以及动态权重中和了客观和主观因素的影响,有效减少了切换次数,进而减少了乒乓效应,所能做出的网络选择满足多种用户策略,从用户选择网络取决于他们的偏好出发,同时平衡了主观客观影响。
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