專利名稱:一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,本發(fā)明涉及一種 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
近年來,隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展和人們對(duì)移動(dòng)接入需求的不斷增 加,各種無線接入網(wǎng)絡(luò)紛紛涌現(xiàn),未來網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性更加突出。人們對(duì)下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的組成達(dá)成共識(shí)下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)必定是多種接入技術(shù)相融合的 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。伴隨著異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,為了使用戶能夠充分享受異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)帶來的方便、 快捷、無縫的接入體驗(yàn),集成多種網(wǎng)絡(luò)接口的多模移動(dòng)終端日益普及,使多 模移動(dòng)終端可以同時(shí)利用多個(gè)接口進(jìn)行通信的技術(shù)被稱之為多模協(xié)作通信。 多模協(xié)作通信使以下情況成為可能當(dāng)終端上有多種不同類型的業(yè)務(wù)流需要 被傳輸時(shí),可以根據(jù)不同類型的業(yè)務(wù)流特點(diǎn)、不同接入網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況、 不同用戶的喜好等因素把各條業(yè)務(wù)流分發(fā)到不同的接入網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸,在 保障各條業(yè)務(wù)流服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,取得最小的通信成本和最大資源利用率; 此外,當(dāng)某種接入網(wǎng)絡(luò)不再可用或服務(wù)質(zhì)量明顯降低時(shí),也能夠及時(shí)做出反 應(yīng),將此網(wǎng)絡(luò)上承載的業(yè)務(wù)流無縫地切換至其他可用網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。多模協(xié)作通信需要有一個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在多模終端之上,自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò) 鏈路狀況的實(shí)時(shí)測(cè)量,自動(dòng)感知當(dāng)前業(yè)務(wù)流類型,自動(dòng)在業(yè)務(wù)流和各接入網(wǎng) 絡(luò)接口之間建立映射關(guān)系。目前,網(wǎng)絡(luò)鏈路狀況在線測(cè)量技術(shù)和業(yè)務(wù)類型感 知技術(shù)都已比較成熟,多模移動(dòng)終端可以很容易地獲得當(dāng)前各接入網(wǎng)絡(luò)的信 號(hào)強(qiáng)度及可用帶寬,也可以輕易分辨出本機(jī)上并發(fā)運(yùn)行的業(yè)務(wù)流類型,因此問題的關(guān)鍵是缺乏一種業(yè)務(wù)流分發(fā)方法,能夠根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的網(wǎng)絡(luò)鏈路狀況 以及多模移動(dòng)終端上正在傳輸?shù)母鳁l業(yè)務(wù)流的類型,自動(dòng)地在業(yè)務(wù)流和各網(wǎng) 絡(luò)接口之間建立映射關(guān)系。現(xiàn)有的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多模移動(dòng)終端業(yè)務(wù)流分發(fā)方法, 存在以下三個(gè)問題1)難以區(qū)分不同類型的業(yè)務(wù)流,而且難以根據(jù)業(yè)務(wù)流的特征確定最合適的傳輸網(wǎng)絡(luò)并保證重要的業(yè)務(wù)具有使用網(wǎng)路的優(yōu)先權(quán);2)難 以在無需用戶參與的情況下自動(dòng)、合理的確定影響業(yè)務(wù)流分發(fā)決策的網(wǎng)絡(luò)各 參數(shù)權(quán)重;3)難以對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多模移動(dòng)終端的業(yè)務(wù)流分發(fā)問題進(jìn)行概括并 對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行指導(dǎo)。發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有計(jì)算機(jī)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務(wù)流分發(fā)中類型難以區(qū)分并且優(yōu)先分發(fā)難 以保證以及難以自動(dòng)確定業(yè)務(wù)流分發(fā)權(quán)重的缺陷,本發(fā)明提出一種多模協(xié)作通 信的業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng)及方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提出了一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng),包括感知模塊,用于感知所連接的網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況,獲取網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息;判斷模塊,用于根據(jù)接收的所述網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息,確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并且篩選出可用網(wǎng)絡(luò);目標(biāo)模塊,用于將用戶需求根據(jù)相對(duì)貼近度轉(zhuǎn)化為可以衡量的決策目標(biāo);決策模塊,根據(jù)接收來自所述判斷模塊的可用網(wǎng)絡(luò)信息和來自所述目標(biāo)模 塊的決策目標(biāo)信息,使用多參數(shù)權(quán)重自生成算法和TOPSIS多屬性決策方法,獲 取所述可用網(wǎng)絡(luò)與理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近度,確定滿足各個(gè)業(yè)務(wù)流的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。其中,所述感知模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)在線測(cè)量技術(shù),感知所連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng) 前鏈路狀況,包括網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬、信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率;并且根 據(jù)業(yè)務(wù)類型感知技術(shù),感知需要被服務(wù)的業(yè)務(wù)流類型。其中,所述判斷模塊根據(jù)下述原則確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并形成優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),交互式業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于非交互式業(yè)務(wù),切換業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于新接入業(yè)務(wù)。其中,所述判斷模塊根據(jù)最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)限定條件,選取滿足該 業(yè)務(wù)流要求的可用網(wǎng)絡(luò)集。其中,所述目標(biāo)模塊中,所述相對(duì)貼近度被限定為用于街量可用網(wǎng)絡(luò)與理 論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近程度以及與理論最差網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離程度的變量。其中,所述決策模塊根據(jù)所述可用網(wǎng)絡(luò)信息,使用現(xiàn)有的多參數(shù)權(quán)重自生成算法,生成網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重;所述決策^^莫塊^4居所述可用網(wǎng)絡(luò)信息 和所述網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)權(quán)重,使用TOPSIS多屬性決策方法,計(jì)算各個(gè)可用網(wǎng) 絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度。其中,所述TOPSIS多屬性決策方法包括通過構(gòu)造評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的理論最優(yōu)網(wǎng) 絡(luò)和理論最差網(wǎng)絡(luò),并用靠近最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)離最差網(wǎng)絡(luò)的程度,計(jì)算可用網(wǎng)絡(luò) 與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度來對(duì)可用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行排序,選出最優(yōu)可用網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提出了一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)方法,包括步驟IO)、感知所連接的網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況,獲取網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息;步驟2G)、根據(jù)接收的所述網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息,確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并 且篩選出可用網(wǎng)絡(luò);步驟30)、將用戶需求根據(jù)相對(duì)貼近度轉(zhuǎn)化為可以衡量的決策目標(biāo);步驟40)、根據(jù)接收的所述可用網(wǎng)絡(luò)信息和所述決策目標(biāo)信息,使用多參 數(shù)權(quán)重自生成算法和TOPSIS多屬性決策方法,獲取所述可用網(wǎng)絡(luò)與理論最優(yōu)網(wǎng) 絡(luò)的貼近度,確定滿足各個(gè)業(yè)務(wù)流的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。其中,步驟10)還包括根據(jù)網(wǎng)絡(luò)在線測(cè)量技術(shù),感知所連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 的當(dāng)前鏈路狀況,包括網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬、信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率;并 且根據(jù)業(yè)務(wù)類型感知技術(shù),感知需要被服務(wù)的業(yè)務(wù)流類型。其中,步驟20)還包括,才艮據(jù)下述原則確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并形成優(yōu)先級(jí)隊(duì) 列實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),交互式業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于非交互式業(yè)務(wù), 切換業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于新接入業(yè)務(wù)。其中,步驟20)還包括根據(jù)最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)限定條件,選取滿足所述業(yè)務(wù)流要求的可用網(wǎng)絡(luò)集。其中,步驟30)中,所述相對(duì)貼近度被限定為用于衡量可用網(wǎng)絡(luò)與理論最 優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近程度以及與理論最差網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離程度的變量。其中,步驟40)還包括根據(jù)所述可用網(wǎng)絡(luò)信息,使用現(xiàn)有的多參數(shù)權(quán)重 自生成算法,生成網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重;根據(jù)所述可用網(wǎng)絡(luò)信息和所述網(wǎng) 絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)權(quán)重,使用TOPSIS多屬性決策方法,計(jì)算各個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)與理論 最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度。其中,步驟40)中,所述TOPSIS多屬性決策方法包括通過構(gòu)造評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò) 的理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)和理論最差網(wǎng)絡(luò),并用靠近最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)離最差網(wǎng)絡(luò)的程度, 計(jì)算可用網(wǎng)絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度來對(duì)可用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行排序,選出最優(yōu) 可用網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明,基于不同類型業(yè)務(wù)流的特征,為各條業(yè)務(wù)流賦予不同的服務(wù) 優(yōu)先級(jí),在為業(yè)務(wù)流選擇最合適的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)保證重要的業(yè)務(wù)流具有使用 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先權(quán);本發(fā)明引入多參數(shù)權(quán)重自生成算法,用于自動(dòng)確定影響業(yè)務(wù)流 分發(fā)決策的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重,減輕用戶負(fù)擔(dān)。
圖1為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多模協(xié)作通信典型場(chǎng)景圖;圖2是基于優(yōu)先級(jí)和權(quán)重自生成的多模協(xié)作通信業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng)示意圖; 圖3是基于優(yōu)先級(jí)和權(quán)重自生成的多模協(xié)作通信業(yè)務(wù)流分發(fā)方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分 發(fā)系統(tǒng)及方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為現(xiàn)有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多模協(xié)作通信典型場(chǎng)景圖,如圖所示,給出下一代 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)示例,下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多種接入方式相融合的異構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)。各種無線接入技術(shù)各具特色,多種接入網(wǎng)絡(luò)共存,例如熱點(diǎn)覆蓋能夠提供高帶寬但覆蓋范圍??;蜂窩覆蓋的覆蓋范圍大但帶寬受限;即使是同一類型覆蓋網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)技術(shù)或運(yùn)營商的不同也會(huì)影響到用戶的接入選擇。因此很難 用單一的接入技術(shù)來代替其它所有的接入技術(shù),各種無線接入方式將長期共存。 下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)就是要把這些不同的無線接入網(wǎng)絡(luò)很好的融合在一起, 讓它們優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),從而為移動(dòng)用戶提供最完美的使用體驗(yàn)。另外,圖1還示出異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中多模終端協(xié)作通信的典型場(chǎng)景。當(dāng)多模終端 上有不同類型的業(yè)務(wù)流需要進(jìn)行傳輸時(shí),可以根據(jù)不同類型業(yè)務(wù)流的特征、不 同網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況等因素將各條業(yè)務(wù)流分發(fā)到不同的網(wǎng)絡(luò)接口上進(jìn)行傳 輸,在保障業(yè)務(wù)流服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,取得最小的通信成本和最大的資源利用率;此外,當(dāng)某個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)不再可用或服務(wù)質(zhì)量明顯降低時(shí),多模終端可以及 時(shí)做出反應(yīng),將此網(wǎng)絡(luò)上承載的業(yè)務(wù)流無縫切換到其他滿足業(yè)務(wù)流需求的網(wǎng)絡(luò) 上進(jìn)行傳輸。如圖1所示,該多模終端配備多種接口,可以直接與蜂窩網(wǎng)絡(luò)、 熱點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)相連,假定多模終端上可以并發(fā)運(yùn)行3種會(huì)話——話音、視頻和 文件傳輸。3種會(huì)話有著不同的業(yè)務(wù)特征和服務(wù)質(zhì)量需求,理想的傳輸方案是 話音業(yè)務(wù),因?yàn)閷?duì)時(shí)延、抖動(dòng)比較敏感,應(yīng)該選擇服務(wù)質(zhì)量好的蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸; 視頻業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)量大、時(shí)延要求一般,最好選擇熱點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)傳輸,用戶移動(dòng) 導(dǎo)致熱點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)不再可用時(shí),應(yīng)盡可能的將正在被服務(wù)的業(yè)務(wù)流無縫切換到 滿足需求的蜂窩覆蓋網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸;文件傳輸業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)量大、對(duì)時(shí)延無要 求,應(yīng)盡量選擇熱點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,沒有熱點(diǎn)覆蓋的區(qū)域,在不影響其他 類型業(yè)務(wù)流傳輸?shù)那疤嵯驴梢赃M(jìn)行傳輸。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于優(yōu)先級(jí)和權(quán)重自生成的多模協(xié)作通信 業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)有的多屬性決策理論,結(jié)合服務(wù)優(yōu)先級(jí)概念和權(quán)重自 生成算法,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出一種基于優(yōu)先級(jí)和權(quán)重自生成的多模協(xié)作 通信業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng),包括感知模塊、判斷模塊、決策模塊和目標(biāo)模塊。感知模塊, 一方面根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)在線測(cè)量技術(shù),感知所連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況,包括網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)時(shí)變參數(shù)(可用帶寬、信號(hào)強(qiáng)度)和三個(gè)服務(wù)質(zhì)量衡量指標(biāo)(時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率),組成當(dāng)前存在網(wǎng)絡(luò)集合 J^化,少"U丄we^ , 每 一 個(gè)網(wǎng)絡(luò)少'都用 一 組參數(shù)來表征<formula>formula see original document page 10</formula>,其中l(wèi)表示第!'個(gè)網(wǎng)絡(luò)的第y個(gè)參數(shù)。另一方面,根據(jù)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)類型感知技術(shù),感知需要被服務(wù)的業(yè)務(wù)流類型,包括該業(yè)務(wù)流對(duì)帶 寬、信號(hào)強(qiáng)度的需求和對(duì)時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率的容忍限度,組成多模移動(dòng)終端 上并發(fā)運(yùn)行的業(yè)務(wù)流集合/ = "^2,斗"、}'"6^,最終感知模塊將感知得到的網(wǎng) 絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息傳遞給判斷模塊。判斷模塊, 一方面根據(jù)業(yè)務(wù)流特征,為接收到的每一條業(yè)務(wù)流確定一個(gè)優(yōu) 先級(jí),并依據(jù)優(yōu)先級(jí)對(duì)業(yè)務(wù)流集合進(jìn)行調(diào)整,組成一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列,隊(duì)列中的 每一項(xiàng)代表一個(gè)等待分發(fā)的業(yè)務(wù)流,隊(duì)列按照優(yōu)先級(jí)降序排列,隊(duì)首的業(yè)務(wù)流《 即為下一次決策分發(fā)的對(duì)象。 一般來說,業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)的確定遵循以下一些規(guī) 則實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),交互式業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于非交互式業(yè)務(wù), 切換業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于新接入業(yè)務(wù)。另一方面,判斷模塊根據(jù)隊(duì)首業(yè)務(wù)流不在帶 寬、時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率等方面的限定條件,對(duì)網(wǎng)絡(luò)集合進(jìn)行篩選,得到滿足 業(yè)務(wù)流分發(fā)的附個(gè)可用網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成可用網(wǎng)絡(luò)集合7 = {乂,少2,^..義'}。可用網(wǎng)絡(luò)必須 滿足業(yè)務(wù)流在帶寬和信號(hào)強(qiáng)度上的需求,并在時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率等特征上落 在業(yè)務(wù)流能夠容忍的限度之內(nèi)。最終判斷模塊將判斷結(jié)果(可用網(wǎng)絡(luò)信息)傳 遞給決策模塊。目標(biāo)模塊的作用就是將用戶的需求轉(zhuǎn)化成能夠通過一定的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行衡 量比較的目標(biāo)。在未來的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中,用戶最希望能夠獲得方便、快捷、 無縫的接入體驗(yàn)。即當(dāng)多模終端上有不同類型的業(yè)務(wù)流需要進(jìn)行傳輸時(shí),可以 根據(jù)不同類型業(yè)務(wù)流的特征、不同網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況等因素將各條業(yè)務(wù)流分發(fā)到不同的網(wǎng)絡(luò)接口上進(jìn)行傳輸;此外,當(dāng)某個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)不再可用或服務(wù)質(zhì)量明顯降低時(shí),多模終端可以及時(shí)做出反應(yīng),將此網(wǎng)絡(luò)上承載的業(yè)務(wù)流無縫切換到其他滿足業(yè)務(wù)流需求的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。本發(fā)明定義相對(duì)貼近度 為衡量可用網(wǎng)絡(luò)與理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)貼近程度以及與理論最差網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離程度的變量,它的取值越大說明方案越優(yōu),因而業(yè)務(wù)流的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)選擇問題就是對(duì)所有可用網(wǎng)絡(luò)的乂進(jìn)行排序并選取^值最大的網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)流傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。相對(duì)貼近度是通過構(gòu)造一個(gè)問題的正理想解。+ ( C+)和負(fù)理想解<formula>formula see original document page 10</formula>計(jì)算各個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)/與理論最優(yōu)解C+和最差解C-的距離^和"/,最終由公式 《+A計(jì)算得到的。其中,c,表示網(wǎng)絡(luò)的某一項(xiàng)參數(shù),如帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)等。相對(duì)貼近度的取值范圍是[O, l]。決策模塊,接收來自判斷模塊的滿足該業(yè)務(wù)流分發(fā)的可用網(wǎng)絡(luò)信息和來自目標(biāo)模塊的決策 目標(biāo),使用現(xiàn)有的多屬性決策分析方法,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的分發(fā)決策。在評(píng)價(jià)多個(gè) 可用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)劣時(shí),必須確定影響業(yè)務(wù)流分發(fā)決策的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的權(quán)重,以 往常用的方法是由用戶指定權(quán)重,為減少用戶負(fù)擔(dān),本發(fā)明引入了多參數(shù)權(quán)重 自生成算法,在本實(shí)施例中,選用拉格朗日乘數(shù)法求解各參數(shù)的權(quán)重。因此, 決策模塊首先根據(jù)可用網(wǎng)絡(luò)信息,使用現(xiàn)有的多參數(shù)權(quán)重自生成算法,生成網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重『={ w…wj ,在此假定每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都由"個(gè)參數(shù)來描述。最后,決策模塊根據(jù)可用網(wǎng)絡(luò)信息和網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)權(quán)重,使用TOPSIS (Technique for Order Performance by Similarity to Ideal Solution)多 屬性決策方法,通過計(jì)算各個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度氣,「的 值越大表明選擇的網(wǎng)絡(luò)越接近于理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò),從而找到滿足該業(yè)務(wù)流分發(fā)的 最優(yōu)網(wǎng)絡(luò),并將該業(yè)務(wù)流分發(fā)到選定的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。TOPSIS方法是經(jīng) 典的多屬性決策方法,它廣泛地應(yīng)用于管理學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域,其基本 思想是構(gòu)造評(píng)價(jià)問題的正理想解和負(fù)理想解,并用靠近正理想解和遠(yuǎn)離負(fù)理想 解的程度,通過計(jì)算各個(gè)備選方案到理想方案的相對(duì)貼近度來對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行 排序,從而選出最優(yōu)方案。該方法的詳細(xì)介紹請(qǐng)見文章"Inter-company comparison using modified TOPSIS with objective weights" 。 (H. Deng, C. H. Yeh and R. J Willis, "Computers & Operations Research"Volume 27, Number 10, September 2000 , pp. 963-973 )圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的基于優(yōu)先級(jí)和權(quán)重自生成的多模協(xié) 作通信業(yè)務(wù)流分發(fā)方法,包括SI:為了更好的區(qū)分業(yè)務(wù),保證重要業(yè)務(wù)具有使用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先權(quán),基于優(yōu) 先級(jí)和權(quán)重自生成的多模協(xié)作通信業(yè)務(wù)流分發(fā)算法引入了優(yōu)先級(jí)的概念,每一 個(gè)業(yè)務(wù)流被賦予 一個(gè)優(yōu)先級(jí), 一般來說,業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的確定可以遵照以下 一 些 規(guī)則實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),交互式業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非交互式業(yè)務(wù),切換業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于新接入的業(yè)務(wù)。在每一個(gè)終端上,本發(fā)明的算法 維護(hù)著一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列,隊(duì)列中的每一項(xiàng)代表一個(gè)等待分發(fā)的業(yè)務(wù)流,隊(duì)列按 照業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)降序排列,排在隊(duì)列頭部的業(yè)務(wù)流比尾部的業(yè)務(wù)流具有使用網(wǎng) 絡(luò)的優(yōu)先權(quán)。S2:根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量方法,測(cè)量每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況。 一方面要 測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)時(shí)變參數(shù)網(wǎng)絡(luò)剩余帶寬和當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度;另一方面我們采用 國際電信聯(lián)盟對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的定義,用延時(shí)、抖動(dòng)和丟包率三個(gè)指標(biāo)來衡量, 因此要測(cè)量網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的延時(shí)、抖動(dòng)和丟包率。S3:本發(fā)明的常規(guī)算法首先從每個(gè)終端的隊(duì)列頭部依次取出各條業(yè)務(wù)流進(jìn) 行分發(fā)決策。S4:業(yè)務(wù)流分發(fā)決策過程分為兩個(gè)階段,首先根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)流在帶寬、時(shí) 延、抖動(dòng)和丟包率等方面的限定條件,對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)集合進(jìn)行篩選,得到的可用 網(wǎng)絡(luò)必須滿足業(yè)務(wù)流的帶寬需求,并且時(shí)延、抖動(dòng)和丟包率等特征落在業(yè)務(wù)流 能夠容忍的限度之內(nèi)。將可用網(wǎng)絡(luò)組成該業(yè)務(wù)流分發(fā)的可行解空間。S5:判定可行解空間是否為空。如果可行解空間為空,進(jìn)入S9調(diào)整算法; 反之,進(jìn)入S6分發(fā)決策過程的第二階段。S6:每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是由多個(gè)參數(shù)來描述的,為了使不同類型的參數(shù)之間能夠進(jìn)行相互比較,需要先根據(jù)參數(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行歸一化對(duì)其進(jìn)行無量綱的規(guī)范化處理,從而得到規(guī)范化的可行解空間。 一般來說,根據(jù)不同參數(shù)的取值特點(diǎn)將其分為成本型參數(shù)、效益型參數(shù)、門限型參數(shù)和模糊型參數(shù),不同類型的參數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的處理規(guī)則和歸 一化公式。 *成本型參數(shù)這類參數(shù)的取值越小越好,典型的如通信費(fèi)用、傳輸功耗等,對(duì)于這一類參 數(shù)使用如下公式進(jìn)行歸一化<formula>formula see original document page 12</formula> 效益型參數(shù)這類參數(shù)的取值越大越好,典型的如網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍,對(duì)于這一類參數(shù)使用如 下公式進(jìn)行歸一化*門限型參數(shù)業(yè)務(wù)對(duì)這一類參數(shù)的取值具有強(qiáng)制性,即必須大于等于(或者小于等于)某一個(gè)門限值t,典型的如帶寬需求,對(duì)于這一類參數(shù)使用如下公式進(jìn)行歸一化<formula>formula see original document page 13</formula> *模糊型參數(shù)這類參數(shù)通常不方便使用精確的數(shù)值來描述,但可以用語言變量描述為"很 好"、"一般"、"差"等,典型的如網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性、穩(wěn)定性等,對(duì)于 這一類參數(shù),可以借助模糊數(shù)學(xué)的工具,采用重心法、最大最小值法等方法將 其去模糊化,轉(zhuǎn)化為具體數(shù)值。S7:在評(píng)價(jià)多個(gè)備選網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的時(shí)候.,必須首先確定影響業(yè)務(wù)流分發(fā)決策 的網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)的權(quán)重。目前常用的方法是由用戶指定參數(shù)權(quán)重,這對(duì)缺少背 景知識(shí)的普通用戶來說是一個(gè)難以完成的工作,同時(shí)也增加了用戶的負(fù)擔(dān)。本 發(fā)明引入多參數(shù)權(quán)重自生成算法,可以有效解決上述問題,為規(guī)范化的可行解 空間自動(dòng)生成網(wǎng)《各各項(xiàng)參lt對(duì)應(yīng)的權(quán)重。S8:根據(jù)S6確定的滿足該業(yè)務(wù)流分發(fā)的可行解空間和S7自動(dòng)生成的網(wǎng)絡(luò) 各項(xiàng)參凄丈4又重,本發(fā)明引入TOPSIS (Technique for Order Performance by Similarity to Ideal Solution)多屬性決策方法,為該業(yè)務(wù)流在可行解空間 內(nèi)找出最優(yōu)解,并將該業(yè)務(wù)流分發(fā)到選定的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸,同時(shí)返回到 S2進(jìn)行下一個(gè)業(yè)務(wù)流的分發(fā)決策。TOPSIS的基本思想是通過構(gòu)造評(píng)價(jià)問題的 正理想解和負(fù)理想解,并用靠近正理想解和遠(yuǎn)離負(fù)理想解的程度,計(jì)算各個(gè)備 選方案到理想方案的相對(duì)貼近度來對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行排序,從而選出最優(yōu)方案。 步驟S3-S8是本發(fā)明的常規(guī)算法流程,實(shí)現(xiàn)一般情況下的業(yè)務(wù)流分發(fā)決策。S9:可行解空間為空,無法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流分發(fā),從而進(jìn)入到本發(fā)明的調(diào)整算 法。調(diào)整算法依然依據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí),假定停止本終端上一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù), 重新計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬,即將低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)占用的帶寬加入到網(wǎng)絡(luò)可用帶寬 當(dāng)中。此時(shí)并非真正停止低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的傳輸,而只是利用低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)占用的帶寬重新計(jì)算各網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬。
S10:對(duì)可用帶寬重新計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)集合,根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)流在帶寬、時(shí)延、抖
動(dòng)和丟包率等方面的限定條件,再次計(jì)算滿足該業(yè)務(wù)流分發(fā)的可行解空間。
Sll:重新判斷可行解空間是否為空。如果可行解空間仍然為空,進(jìn)入S12; 反之,進(jìn)入到S13。
S12:當(dāng)前無法為該業(yè)務(wù)流找到合適的傳輸網(wǎng)絡(luò),分發(fā)失敗。將該業(yè)務(wù)流去 除,同時(shí)返回到S2進(jìn)行下一個(gè)業(yè)務(wù)流的分發(fā)決策。
S13:可行解空間非空,對(duì)新組成的可行解空間進(jìn)行無量綱的規(guī)范化處理, 原理同步驟S6。
S14:使用步驟S7的權(quán)重自生成算法,為規(guī)范化的可行解空間自動(dòng)生成網(wǎng) 絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重。
S15:借助步驟S8的TOPSIS多屬性決策方法,在可行解空間中找出最優(yōu)解, 并將業(yè)務(wù)流分發(fā)到該最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。
S16:停止先前^L選定的低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)流的傳輸,將其放回到等待分發(fā)的業(yè) 務(wù)流優(yōu)先級(jí)隊(duì)列當(dāng)中,同時(shí)返回到S2進(jìn)行下一個(gè)業(yè)務(wù)流的分發(fā)決策。步驟S9-S16 是在業(yè)務(wù)流第一次無法實(shí)現(xiàn)分發(fā)的情況下,本發(fā)明進(jìn)行的調(diào)整算法。
本發(fā)明使以下情況成為可能在未來異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)多模移動(dòng)終端上有不 同類型的業(yè)務(wù)流需要進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候,可以根據(jù)不同類型業(yè)務(wù)流的特征、不同 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)前鏈路狀態(tài)等因素將各條業(yè)務(wù)流分發(fā)到不同的網(wǎng)絡(luò)接口上進(jìn)行傳輸, 在保證業(yè)務(wù)流服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,取得最小的通信成本和最大的資源利用率; 此外,當(dāng)某個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)不再可用或服務(wù)質(zhì)量明顯降低時(shí),多模移動(dòng)終端可以及 時(shí)做出反應(yīng),將此網(wǎng)絡(luò)上承載的業(yè)務(wù)流無縫切換到其他滿足業(yè)務(wù)流分發(fā)需求的 網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。
最后應(yīng)說明的是,以上實(shí)施例僅用以描述本發(fā)明的技術(shù)方案而不是對(duì)本技 術(shù)方法進(jìn)行限制,本發(fā)明在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實(shí)施 例,并且因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實(shí)施例都在本發(fā)明的精神和 教導(dǎo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng),包括感知模塊,用于感知所連接的網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況,獲取網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息;判斷模塊,用于根據(jù)接收的所述網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息,確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并且篩選出可用網(wǎng)絡(luò);目標(biāo)模塊,用于將用戶需求根據(jù)相對(duì)貼近度轉(zhuǎn)化為可衡量的決策目標(biāo)信息;決策模塊,根據(jù)接收來自所述判斷模塊的可用網(wǎng)絡(luò)信息和來自所述目標(biāo)模塊的決策目標(biāo)信息,使用多參數(shù)權(quán)重自生成算法和TOPSIS多屬性決策方法,獲取所述可用網(wǎng)絡(luò)與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度,確定滿足所述業(yè)務(wù)流的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。
2、 權(quán)利要求l的系統(tǒng),其中,所述感知模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)在線測(cè)量技術(shù),感知 所連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況,包括網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬、信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)延、 抖動(dòng)、丟包率;并且根據(jù)業(yè)務(wù)類型感知技術(shù),感知需要被服務(wù)的業(yè)務(wù)流類型。
3、 權(quán)利要求l的系統(tǒng),其中,所述判斷模塊根據(jù)下述原則確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先 級(jí)并形成優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),交互式業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí) 高于非交互式業(yè)務(wù),切換業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于新接入業(yè)務(wù)。
4、 權(quán)利要求3的系統(tǒng),其中,所述判斷模塊4艮據(jù)最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)流的網(wǎng)絡(luò) 限定條件,選取滿足所述業(yè)務(wù)流的可用網(wǎng)絡(luò)集。
5、 4又利要求1的系統(tǒng),其中,所述目標(biāo)模塊中,所述相對(duì)貼近度被限定為 用于衡量可用網(wǎng)絡(luò)與理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近程度以及與理論最差網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離程度的 變量。
6、 權(quán)利要求l的系統(tǒng),其中,所述決策模塊根據(jù)所述可用網(wǎng)絡(luò)信息,使用 多參數(shù)權(quán)重自生成算法,生成網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重;所述決策模塊根據(jù)所 述可用網(wǎng)絡(luò)信息和所述網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)權(quán)重,使用T0PSIS多屬性決策方法, 計(jì)算各個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度。
7、 ^L利要求6的系統(tǒng),其中,所述T0PSIS多屬性決策方法包括通過構(gòu)造評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)和理論最差網(wǎng)絡(luò),并用靠近最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)離最差網(wǎng) 絡(luò)的程度,計(jì)算可用網(wǎng)絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度來對(duì)可用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行排序, 選出最優(yōu)可用網(wǎng)絡(luò)。
8、 一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)方法,包括步驟IO)、感知所連接的網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況,獲取網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息; 步驟20)、根據(jù)接收的所述網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息,確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并且篩選出可用網(wǎng)絡(luò);步驟30)、將用戶需求根據(jù)相對(duì)貼近度轉(zhuǎn)化為可衡量的決策目標(biāo)信息; 步驟40)、根據(jù)接收的所述可用網(wǎng)絡(luò)信息和所述決策目標(biāo)信息,使用多參數(shù)權(quán)重自生成算法和TOPS IS多屬性決策方法,獲取所述可用網(wǎng)絡(luò)與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近度,確定滿足所述業(yè)務(wù)流的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。
9、 權(quán)利要求8的方法,其中,步驟10)還包括根據(jù)網(wǎng)絡(luò)在線測(cè)量技術(shù), 感知所連接的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前鏈路狀況,包括網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬、信號(hào)強(qiáng)度和時(shí) 延、抖動(dòng)、丟包率;并且根據(jù)業(yè)務(wù)類型感知技術(shù),感知需要被服務(wù)的業(yè)務(wù)流類 型。
10、 權(quán)利要求8的方法,其中,步驟20)還包括,根據(jù)下述原則確定業(yè)務(wù) 流優(yōu)先級(jí)并形成優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),交互式業(yè)務(wù) 優(yōu)先級(jí)高于非交互式業(yè)務(wù),切換業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)高于新接入業(yè)務(wù)。
11、 權(quán)利要求10的方法,其中,步驟20)還包括根據(jù)最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)流 的網(wǎng)絡(luò)限定條件,選取滿足所述業(yè)務(wù)流的可用網(wǎng)絡(luò)集。
12、 權(quán)利要求8的方法,其中,步驟30)中,所述相對(duì)貼近度被限定為用 于衡量可用網(wǎng)絡(luò)與理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近程度以及與理論最差網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離程度的變 量。
13、 權(quán)利要求8的方法,其中,步驟40)還包括根據(jù)所述可用網(wǎng)絡(luò)信息, 使用多參數(shù)權(quán)重自生成算法,生成網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重;根據(jù)所述可用網(wǎng) 絡(luò)信息和所述網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)參數(shù)對(duì)應(yīng)權(quán)重,使用TOPSIS多屬性決策方法,計(jì)算各個(gè) 可用網(wǎng)絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度。
14、 權(quán)利要求13的方法,其中,步驟40)中,所述TOPSIS多屬性決策方法包括通過構(gòu)造評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的理論最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)和理論最差網(wǎng)絡(luò),并用靠近最優(yōu)網(wǎng) 絡(luò)和遠(yuǎn)離最差網(wǎng)絡(luò)的程度,計(jì)算可用網(wǎng)絡(luò)與理想最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的相對(duì)貼近度來對(duì)可 用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行排序,選出最優(yōu)可用網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明涉及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域,提供一種多模協(xié)作通信的業(yè)務(wù)流分發(fā)系統(tǒng)和方法,包括感知模塊,用于感知所連接的網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀況,獲取網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息;判斷模塊,用于根據(jù)接收的所述網(wǎng)絡(luò)信息和業(yè)務(wù)流信息,確定業(yè)務(wù)流優(yōu)先級(jí)并且篩選出可用網(wǎng)絡(luò);目標(biāo)模塊,用于將用戶需求根據(jù)相對(duì)貼近度轉(zhuǎn)化為可以衡量的決策目標(biāo);決策模塊,使用多參數(shù)權(quán)重自生成算法和TOPSIS多屬性決策方法,獲取所述可用網(wǎng)絡(luò)與最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的貼近度,確定滿足各個(gè)業(yè)務(wù)流的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明,在為業(yè)務(wù)流選擇最合適的分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)保證重要的業(yè)務(wù)流具有使用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先權(quán);并且可以自動(dòng)確定影響業(yè)務(wù)流分發(fā)決策的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)應(yīng)的權(quán)重,減輕用戶負(fù)擔(dān)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101404660SQ20081022660
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)明者珊 盧, 毅 孫, 葛雨明, 玨 袁 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所