專利名稱：基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化方法，具體的 說是在第三代、第四代無線網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化技術(shù)。
背景技術(shù)：
第三代、第四代無線網(wǎng)絡(luò)也稱3G、 4G。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端通常通過不同 的無線網(wǎng)絡(luò)訪問互聯(lián)網(wǎng)，如WiFi、 GSM、 3G(包括TD-SCDMA， WCDMA， CDMA2000， WiMax等)，3GLTE和4G等。終端移動(dòng)到不同區(qū)域?qū)⒏鶕?jù)網(wǎng) 絡(luò)覆蓋不同選擇不同的無線網(wǎng)絡(luò)。如何選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，以滿足客戶在服務(wù)質(zhì) 量、速度、成本、安全和能耗的要求，成為一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)。
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(MID)是一款具有無線互聯(lián)網(wǎng)接入的多媒體手提計(jì)算機(jī)。 早期MID指由英特爾針對(duì)消費(fèi)者開發(fā)的超級(jí)移動(dòng)式計(jì)算機(jī)(UMPC)，通常 專為有移動(dòng)使用需求的專業(yè)人士設(shè)計(jì)的，而現(xiàn)在的MID是指所有能夠上網(wǎng)環(huán) 境的移動(dòng)終端，尤其是指通過高速接入，如3G， 3GLTE和4G，的移動(dòng)終端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于幫助用戶在考慮速度、價(jià)格和安全的基礎(chǔ)上，選擇最 合適的互聯(lián)網(wǎng)流量，提供一種基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化方法。 本發(fā)明基于采用遺傳算法的模糊控制器和自我學(xué)習(xí)算法，以用戶滿意度為基 礎(chǔ)，利用遺傳算法優(yōu)化的自動(dòng)模糊邏輯來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案， 一種基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的 優(yōu)化方法，采用模糊控制器調(diào)整優(yōu)化參數(shù)，所述模糊控制器包括四個(gè)單元， 分別是模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化。
所述模糊控制器采用遺傳算法進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，并調(diào)整所述各單元的參數(shù)。
所述遺傳算法的輸入為用戶滿意度，以所述用戶滿意度為判據(jù)，所述遺 傳算法用于優(yōu)化所述模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化。
所述模糊控制器的輸入還包括用戶選擇的參數(shù)。
所述模糊控制器輸出控制量，向MID發(fā)出命令。
所述用戶滿意度和所述用戶選擇的參數(shù)均由用戶在MID上設(shè)置，并由 MID接口發(fā)出。
所述模糊控制器發(fā)出的命令，根據(jù)不同目的為改變無線通信流量的命令、無線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的命令，或?qū)︼@示、時(shí)鐘及電源管理的控制命令。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)根據(jù)用戶的滿意度，用一種優(yōu)化的遺傳算法實(shí)現(xiàn) 模糊控制器三個(gè)核心過程，模糊化，推理引擎和去模糊化；模糊控制器根據(jù) 用戶滿意度的變化進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶對(duì)速度、價(jià)格、安全等的需求。


圖1為采用模糊控制器優(yōu)化移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的原理圖。
圖2為被編碼的變量的坐標(biāo)圖。 圖3為隸屬函數(shù)的編碼方式。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明根據(jù)用戶的滿意度，采用一種優(yōu)化的遺傳算法實(shí)現(xiàn)模糊控制器三
個(gè)核心過程模糊化，推理引擎和去模糊化。模糊控制器將根據(jù)用戶滿意度 的變化進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶對(duì)速度、價(jià)格、安全等的需求。
如圖1所示， 一種實(shí)施方式為(1)處是MID接口發(fā)出的所述用戶選擇 的參數(shù)，即為用戶需求的速度、價(jià)格、安全性參數(shù)，這些參數(shù)都有不同的檔 次(如高、中、低)。(2)處是模糊控制器輸出的控制量，也即是模糊控制
器向MID發(fā)出的命令。(3)處是MID接口發(fā)出的用戶滿意度，也是遺傳算 法的輸入。
所述模糊控制器包括四個(gè)單元，分別是模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和 解模糊化，采用模糊控制器調(diào)整優(yōu)化參數(shù)。模糊控制器采用遺傳算法進(jìn)行自 我學(xué)習(xí)，并調(diào)整所述各單元的參數(shù)。所述遺傳算法以所述用戶滿意度為判據(jù)， 調(diào)整模糊控制器中不同的模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化，以適應(yīng) 目前的網(wǎng)絡(luò)狀況。所述模糊控制器的輸入還包括用戶選擇的參數(shù)。所述模糊 控制器輸出控制量，向MID發(fā)出命令。
所述用戶滿意度是輸出期望值。所述用戶滿意度和所述用戶選擇的參數(shù) 均由用戶在MID上設(shè)置，并由MID接口發(fā)出。
圖1是基于用戶需求通過一個(gè)優(yōu)化的遺傳算法實(shí)現(xiàn)的具有自我學(xué)習(xí)能力 的模糊控制器來控制MID。
隸屬函數(shù)我們選擇了一種基于橫坐標(biāo)差值的二進(jìn)制編碼方式。被編碼 的變量是在一個(gè)狹窄的橫坐標(biāo)區(qū)間[a， b]中，如圖2所示。優(yōu)化后的模糊控 制器在中間是三角形，兩端是梯形。圖2中的山，d2， d3，…是待優(yōu)化的參 數(shù)。其中，d,， d2， d3，…滿足(fi +——S (b — a)
根據(jù)上述的隸屬函數(shù)的設(shè)計(jì)我們有如圖3所示的染色體的編碼方式。；
中bj是模糊規(guī)則的編號(hào)，cm,[a,b](力是具有如下格式的隸屬函數(shù)。其中x!
， Xn是橫坐標(biāo)X軸上的n個(gè)數(shù)值，X!《X2《…《Xn。
<formula>formula see original document page 5</formula>模糊規(guī)則編碼
我們使用基數(shù)n的染色體的編碼方式對(duì)模糊規(guī)則進(jìn)行編碼。其中Ne個(gè)輸
入，每個(gè)輸入包含Nte項(xiàng)語言規(guī)則。Ns個(gè)輸出，每個(gè)輸出包含Nts項(xiàng)語言規(guī)則。 模糊規(guī)則定義如下
規(guī)則h， i2，…，iNe:如果(Xi是Aui)和…和(X化是ANeiNe)，
則(Y!是Yh!)和…和(Yns是ANsiNs)。
該模糊規(guī)則被編碼成基數(shù)為Nts+l的代碼Bj，其形式為B廣'B廣'BNs。
每個(gè)代碼B」個(gè)N^e個(gè)基數(shù)為Nts + 1的數(shù)字組成。而第j個(gè)輸出的模糊規(guī)
則被編碼成如下
其中i Z, (il=l,…，Nte，…，iNe=l，…，Nte)是基數(shù)為Nts+1的數(shù)字。
解模糊化函數(shù)
解模糊化將使用在如下的M-SLIDE方法(《闊
i = 1,' ' , f i H定義為
if (B) = m,fl;r？ = 1，' ''' ， 'n B是在Y^yp y2，…，y^域上具有隸屬函數(shù)4 一個(gè)子集。其定義為
■》
5 = IZ)/挑
其中P染色體的編碼方式為實(shí)數(shù)。 遺傳算法操作
由于該優(yōu)化算法包含三種不同的染色體的編碼方式，因此該算法包含三 種不同的遺傳算法操作
標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制交叉和變異用于模糊化和解模糊化 *基數(shù)為N的交叉和變異用于模糊規(guī)則 實(shí)數(shù)交叉和變異用于解模糊化
遺傳算法評(píng)價(jià)函數(shù)
假設(shè)矢量
是該模糊控制器的輸入，
是該模糊控制器的輸出。如果每個(gè)Ei在[ai， bi]間，則矢量E是Ne維空間R^ 的一個(gè)方塊He。矢量E是Ns維空間RWs的一個(gè)方塊Hs。模糊控制器定義了 一個(gè)空間R^到空間R^的函數(shù)f。而該函數(shù)由模糊控制器用于前述構(gòu)建隸屬 函數(shù)，模糊規(guī)則和解模糊化加起來的Np個(gè)參數(shù)決定。該Np個(gè)參數(shù)用矢量P 表示。則函數(shù)f定義如下
/ :仏x fl —仏
f 1 一 5，
M-SLIDE 7^ = 3 ，丄qV
L丄十PZ^安'A,/ ，
其中M定義為
6為評(píng)估一個(gè)由矢量P構(gòu)造的模糊控制器，我們給該控制器輸入矢量Ek 得到輸出矢量Sk，如果期望的輸出是Sk'則遺傳算法評(píng)價(jià)函數(shù)為
本發(fā)明還可以應(yīng)用于其他方面的MID的應(yīng)用，如電池續(xù)航時(shí)間控制， 使用本發(fā)明來優(yōu)化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端的能耗。
在這個(gè)應(yīng)用中，(1)處模糊控制器的輸入，即MID接口發(fā)出的所述用 戶選擇的參數(shù)是電池的續(xù)航時(shí)間(分為長、中、短)。(2)處是模糊控制器 輸出的控制量則是對(duì)顯示、時(shí)鐘及電源管理的控制。(3)處是MID接口發(fā) 出的用戶滿意度，用于作為遺傳算法的判據(jù)。
除上述兩種情況，本發(fā)明還可以應(yīng)用于任何類型的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端或3G 手機(jī)、平板顯示設(shè)備等。
權(quán)利要求
1、一種基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化方法，其特征是采用模糊控制器調(diào)整優(yōu)化參數(shù)，所述模糊控制器包括四個(gè)單元，分別是模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化；所述模糊控制器采用遺傳算法進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，并調(diào)整所述各單元的參數(shù)；所述遺傳算法的輸入為用戶滿意度，以所述用戶滿意度為判據(jù)，所述遺傳算法用于優(yōu)化所述模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化；所述模糊控制器的輸入還包括用戶選擇的參數(shù)；所述模糊控制器輸出控制量，向MID發(fā)出命令；所述用戶滿意度和所述用戶選擇的參數(shù)均由用戶在MID上設(shè)置，并由MID接口發(fā)出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化方 法，其特征在于，所述模糊控制器發(fā)出的命令，根據(jù)不同目的為改變無線通 信流量的命令、無線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的命令，或?qū)︼@示、時(shí)鐘及電源管理的控制命
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于模糊控制器的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化方法，具體的說是在第三代、第四代無線網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的優(yōu)化技術(shù)。該方法采用模糊控制器調(diào)整優(yōu)化參數(shù)，所述模糊控制器包括四個(gè)單元，分別是模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化；所述模糊控制器采用遺傳算法進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，并調(diào)整所述各單元的參數(shù)；所述遺傳算法的輸入為用戶滿意度，以所述用戶滿意度為判據(jù)，所述遺傳算法用于優(yōu)化所述模糊化、模糊規(guī)則、隸屬函數(shù)和解模糊化；所述模糊控制器的輸入還包括用戶選擇的參數(shù)；所述模糊控制器輸出控制量，向MID發(fā)出命令；所述用戶滿意度和所述用戶選擇的參數(shù)均由用戶在MID上設(shè)置，并由MID接口發(fā)出。
文檔編號(hào)H04W88/02GK101442835SQ20081024406
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者薇 吳, 陳海雷 申請(qǐng)人:無錫矽鼎科技有限公司