基于层次研究法异构网络切换技术探究

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1、基于层次研究法异构网络切换技术探究摘要：异构网络是移动互联网的热门发展方向，切换技术是其研究的重要内容。基于异构网络，对其垂直切换技术进行研究。采用系统研究中的层次分析方法，解决目标代价函数中不同属性的加权系数计算问题，为多个因素共同影响网络状态时进行网络切换选择提供了参考依据。关键词：异构网络；垂直切换；层次分析法；网络切换技术中图分类号：TN711934文献标识码：A文章编号:10047373X(2013)09?0013?030引言未来的移动通信要求网络具有范围大，速率快，容量高等特点，网络融合技术具有广

2、泛的应用前景。在异构网络中,不同的网络之间在网络协议、覆盖范围等性能指标上都有很大的差异，因此在两种网络间切换，即垂直切换是一个复杂的过程，对功耗，时延等指标都有一定要求，对信道接入和分配技术、信道资源优化管理等也都提出了更高的要求［1］。其中，切换技术将关系到整个异构网络的正常运行，是多跳蜂窝网的关键技术。若切换方案选择不当，会影响通信质量,重则导致通信中断［2］。垂直切换算法要充分考虑到业务运行过程中的服务质量保障问题，同时还要综合考虑各种因素对接入选择的影响，为切换提供依据。结合层次分析法(Analyt

3、icHierarchyProcess,AHP)［3］能将定量分析和定性分析相结合，对各种复杂因素能进行综合判断并科学处理。1切换决策属性当前大部分切换决策算法主要通过在切换的过程中，预先设定相应参数，终端根据某个特定参数的取值，进行接入选择。这种切换方式在一般情况下容易实现，在一些业务需求和网络条件下性能较为良好。然而，用户所在网络和候选网络的网络环境和终端状态等参数处于不断变化中，任何时刻若有某一潜在网络其性能优于用户当前所接入网络时，都有可能重新进行切换决策，甚至可能在两个网络之间反复切换。在切换决策过程

4、中，如果只选择单一标准作为参考标准，可能会导致网络的不稳定或频繁切换。因此，应综合考虑将网络带宽、传输时延以及负载等属性一起作为度量标准。用户应当根据潜在可用网络的不同属性和网络状况，当前所处理业务的不同需求和特性，进行全方位判断，在决策过程中要对多个属性综合考虑［4］。2决策属性优化当决策的过程中需要参考多个属性时，其度量方式、描述方式、取值特点等各不相同，会影响决策。因此首先要对各决策属性的取值所构成的决策矩阵进行规范化。基于决策属性常见的描述方式，可将其分为实数型（如网络吞吐量）和语言型（如链路质量好坏

5、）[5]。取值采用实数的决策属性为实数型属性，实数型属性中较为常见的为效益型（属性值越大越好）和成本型（属性值越小越好）。例如，网络的吞吐量为效益型实数属性，网络的丢包率为成本型实数属性。假设决策矩阵为：[Q二（qij）nXm]效益型实数属性可采用式（1）所示方法计算，成本型实数属性的计算可采用式（2）所示方法计算。[rij=qij-minqijmaxiqij-miniqij]（1）[rij=maxiqij-qijmaxiqij-miniqij]（2）语言型决策属性是指由于客观事物的复杂性以及人类思维的模糊性

6、，人们一般喜欢用“优”、“良”、“差”等词来形容一个网络的吞吐量、覆盖范围等。这些定量属性在多标准决策中需要进行数量化，采用数量的形式描述[6]。比率标度、序数标和区间标度等方法都较为常见。在网络分析中，可使用0〜10之间的整数，对网络的一些属性进行描述。非特殊状况一般不适用0和10[5,7]o3层次分析法AHP早前由T.L.Saaty提出，它将定量与定性分析结合起来，在数据情况较为复杂时是一种实用的分析方法，常被用于系统分析中。层次分析法将影响和制约系统性能的因素分成不同层次，各层之间具有隶属关系，可以将这

7、些层次由高到底进行排列。该方法只把两两因素一起比较，以确定其在同一层次中的排序，然后再对总的排序进行判断，以确定总的排序方案[8]。层次分析法的步骤如下：(1)建立递阶层次首先依据属性不同把影响判断的元素分为若干组，形成递阶层次。同一层次的元素作为准则，对下层元素起制约作用，同时又受上层元素支配。最上层次一般只有一个元素，一般是分析问题的理想结果。图1所示为影响切换判断各元素的递阶层次结构，分为方案层、准则层、目标层三层结构。首先应在目标层为网络确定决策标准，随后找出影响该标准的准则层因素，而可选择的网络方案

8、则位于递阶层次的最底部。(2)两两比较判断矩阵的构造构造判断矩阵是为了表示在同个准则层下的两两因素的权重关系。用户对参数的重要程度选择可以通过在AHP中设置基本的1〜9的数值范围来实现。判断矩阵如式(3)所示：[M=mllml2,,-mlnm21m22-,-m2n????mnlmn2**,innn](3)(3)权值计算及检验由对角矩阵的性质可知，判断矩阵一定存在特征方程［MXV=xXV］,［V］为非