超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法

技术特征：
1.超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于，包括以下步骤：101、将具有相似性的网络性能参数输入至bp网络，训练生成网络分组模型；采集所有网络的属性参数，并进行初始化处理，得到三个反映网络性能相似性的参数，即网络服务质量q、成本p和负载率l；将所有网络的q,p,l参数输入至该分组模型得到网络分组；102、根据步骤101得到的多个网络分组，每个终端对网络分组建立适应度函数，以反映终端所选网络组满足其偏好需求的程度，结合终端的偏好类型执行烟花算法，最大化适应度函数值，为并发切换的终端选择能够最大化满足其偏好需求的目标网络组；103、通过求解终端的可接入网络集和目标网络组的网络集合的交集，得到其候选网络集cns，从中选择目标网络。2.根据权利要求1所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：步骤101所述属性参数包括带宽b、时延d、抖动j、丢包率pl、成本p和负载率l。3.根据权利要求1所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：步骤101所述对属性参数进行初始化处理，得到三个反映网络性能相似性的参数，具体包括以下步骤：网络组定义如下：s＝{s1,s2,s3}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)满足其中，s1为高性能网络组，s2为低成本网络组，s3为高稳定性网络组，|
·
|表示集合中元素的个数，n为本发明的网络集；网络i的服务质量q
i
表示如下：其中，δ
k
为影响网络服务质量的第k个属性权重，∑
k＝1
δ
k
＝1，c
ik
为计算网络i服务质量的第k个属性的归一化取值。负载率l
i
表示接入网络i的终端数cu
i
与其最大可容纳终端数σ
i
的比值，表示为：若当前网络中有i个网络，j个终端，在t时刻，终端与网络的可接入关系矩阵a(t)为：其中，4.根据权利要求1所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：所述bp网络输入层神经元个数设置为3，分别由q,p,l构成；隐藏层节点的输出值由输入值和连接权重加权求和再经过激活函数处理获得，隐藏层节点的输出值为：c
r
＝f(w
1r
q w
2r
p w
3r
l)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，w
1r
,w
2r
,w
3r
分别为输入层节点q,p,l与第r个隐藏层节点之间的连接权重，f(
·
)
是隐藏层的传递函数；输出层节点的输出值表示所属网络组，通过隐藏节点的输出值和相应权重加权求和得到，输出层节点的输出值为：其中，l为隐藏层节点个数，w
r
为第r个隐藏层节点与输出节点的连接权重，g(
·
)为线性函数；通过三种偏好类型终端对同一网络采用多属性决策进行综合评分，取值评分值最高所对应的终端类型根据，输出值与期望值计算误差，通过误差反向传播训练权值。5.根据权利要求4所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：所述激活函数选用双曲正切函数。6.根据权利要求1所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：步骤102所述应度函数为z(x
i
)＝g(x
i
)
·
(α
·
q
i
β
·
p
i
γ
·
(1-l
i
))，α β γ＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)其中，α,β和γ表示对网络i的服务质量q
i
、价格p
i
和负载率l
i
的偏好程度，g(x
i
)取值为0或1，表示是否存在属性值分别为q
i
、p
i
和l
i
的网络i。7.根据权利要求1所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：步骤102所述烟花算法包括以下步骤：终端首先根据适应度函数计算每个烟花的适应度值，再根据该值的好坏在烟花附近爆炸生成爆炸火花，更新终端所选网络；然后，结合变异操作产生变异火花；最后，在烟花、爆炸火花和变异火花中选择下一代烟花种群，不断重复迭代上述过程，直至找到最优解得到最优网络。8.根据权利要求7所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，其特征在于：所述烟花算法具体步骤为：(1)初始化烟花位置：每个终端在解空间内初始化n个烟花，解空间为服务质量、价格和负载率构成的三维空间；(2)计算每个烟花的适应度值；(3)爆炸：根据当前烟花的适应度值，动态调整爆炸半径，在该半径内生成一定数量的爆炸火花，通过更新爆炸火花的空间位置达到更新网络选择的目的；(4)变异：随机选择烟花的维度进行变异生成变异火花，增加种群的多样性；(5)规则映射：在爆炸和变异的过程中，采用如下映射方式将其映射到解空间内：其中，和分别表示第k个属性的最小、最大值；(6)选择下一代种群：选择n个个体作为下一代种群，转至步骤(2)继续执行；选择下一代种群时，先使用精英策略选择适应度值最大的个体，再使用轮盘赌法选择概率最大的前n-1个个体；(7)选择目标网络组：当目标函数值达到最大或达到迭代上限次数，迭代终止，终端得到最优网络，选择最优网络所属网络组作为其目标网络组。9.根据权利要求1-8任一项所述超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方
法，其特征在于：还包括以下步骤，定义性能因子η反映网络的综合性能，选择cns中η最大的网络作为目标网络，网络i的性能因子η
i
表示为：在进行切换判决时，终端j在cns(t)中选择η最大的网络作为其目标网络即：当终端切换至目标网络后，采集其网络参数，更新其所属网络组并按照式(22)更新η
i
。10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时，可实现权利要求1-9任一项所述的超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法。

技术总结
本发明请求保护一种超密集异构无线网络中基于网络相似性的垂直切换方法，属于移动通信领域。具体包括以下步骤：首先，将采集和初始化后的网络参数输入至网络分组模型，利用网络性能的相似性得到网络组；其次，根据终端的偏好类型，基于烟花算法选择目标网络组；最后，求解终端的可接入网络集和目标网络组的网络集合的交集，得到其候选网络集，从中选择性能因子最大的网络作为目标网络执行切换，并动态更新网络组。仿真结果分析表明，该算法能够在均衡网络负载的前提下，降低切换阻塞率，提高系统吞吐量，提升终端的服务质量。提升终端的服务质量。提升终端的服务质量。


技术研发人员：马彬 徐梅 钟世林
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/4/12