本發(fā)明涉及用戶接收信號強度及位置預(yù)測問題，特別涉及一種引入了預(yù)測模型的切換決策機制。

背景技術(shù)：

1、切換決策

隨著社會的發(fā)展，用戶對于無線網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理要求越來越高，實現(xiàn)用戶接入的無縫切換，避免掉話和由于短時間內(nèi)在兩個基站間來回切換而引發(fā)的乒乓效應(yīng)，保障用戶移動過程中的用戶體驗成為了移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)。移動通信中的切換是指移動臺在與基站之間進行信息傳輸時，由于各種原因，需要從原來所用信道上轉(zhuǎn)移到一個更適合的信道上進行信息傳輸?shù)倪^程。

2、基于預(yù)測的切換決策

傳統(tǒng)的切換機制一般通過切換遲滯及觸發(fā)切換時間來控制切換決策，但是若參數(shù)選擇過大，則會導(dǎo)致切換不及時引起的掉話，若參數(shù)選擇過小，會引起乒乓效應(yīng)，大多數(shù)切換決策都是在這兩者之間進行權(quán)衡。這種調(diào)整策略并不能很好的適應(yīng)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中復(fù)雜的情況，不具有普適性，而不合理的參數(shù)選擇可能會導(dǎo)致切換失敗等問題，影響網(wǎng)絡(luò)中的用戶體驗。

隨著通信設(shè)備開始具有一定的運算和存儲能力，越來越多的開始考慮通過預(yù)測技術(shù)來避免這一問題。預(yù)測切換決策機制通常分為兩類：一類方法通過對用戶接收信號強度進行預(yù)測，并通過接收信號強度的比較，決定切換的目標(biāo)以及時機，這類方法容易受到噪聲、快衰落等因素的影響，同時難以有效的避免乒乓效應(yīng)；另一類方法對用戶的位置進行預(yù)測，通過用戶的預(yù)測位置，選擇最近的基站接入，或者通過位置估算出用戶的接收信號強度，并選擇最佳的接入基站，由于用戶的位置并不能直接反映用戶的接收信號強度，因而這類方法無法做出精確的切換選擇。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決無線通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶無縫切換問題，提供一種應(yīng)用模糊預(yù)測模型的切換方法，該方法通過引入模糊預(yù)測模型，對用戶的接收信號強度以及位置進行預(yù)測，并利用預(yù)測結(jié)果做出切換決策，可以有效的避免現(xiàn)有切換策略中參數(shù)選擇不當(dāng)而引起的掉話以及乒乓效應(yīng)。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

1)監(jiān)測用戶可以接收到的所有基站的接收信號強度，當(dāng)存在接收信號強度優(yōu)于當(dāng)前接入基站的目標(biāo)基站時，分別應(yīng)用接收信號強度的模糊預(yù)測模型對用戶接收到的目標(biāo)基站及當(dāng)前接入基站的接收信號強度進行預(yù)測，接收信號強度預(yù)測的時間間隔遠小于用戶位置預(yù)測的時間間隔；

2)至少根據(jù)以下切換決策機制對用戶是否由當(dāng)前接入基站切換至目標(biāo)基站做出決策：通過接收信號強度的預(yù)測值與歷史監(jiān)測值合成的按時間排序的接收信號強度序列進行判定，若目標(biāo)基站及當(dāng)前接入基站各自的接收信號強度序列自末端向前存在共同一段連續(xù)時間，在這段連續(xù)時間內(nèi)目標(biāo)基站對應(yīng)序列值優(yōu)于當(dāng)前接入基站對應(yīng)序列值，且這段連續(xù)時間的長度大于等于觸發(fā)切換時間a，則做出切換到目標(biāo)基站的決策；

3)當(dāng)切換決策做出之后，根據(jù)用戶的預(yù)測位置決定是否執(zhí)行做出的切換決策。

所述步驟1)以及步驟2)中，接收信號強度優(yōu)劣的比較方法為：對于相同類型的基站，接收信號強度高的基站優(yōu)于接收信號強度低的基站；對于不同類型的基站，根據(jù)相比較的兩個基站間的偏置，比較加入偏置后對應(yīng)基站的接收信號強度，且接收信號強度高的基站優(yōu)于接收信號強度低的基站。

所述步驟1)中，接收信號強度的模糊預(yù)測模型的構(gòu)建包括以下步驟：

1.1)對某一基站，獲取該基站覆蓋范圍內(nèi)所有用戶的歷史接收信號強度序列并存儲；

1.2)將歷史接收信號強度序列進行模糊化處理，得到接收信號強度模糊序列；

1.3)將接收信號強度模糊序列轉(zhuǎn)化為用于構(gòu)造(t-k,t-k+1,...,t-1)時刻接收信號強度與t+n時刻接收信號強度間關(guān)系的訓(xùn)練樣本集；其中，k<t≤n-n，t表示歷史接收信號強度序列中任意一時刻，n表示歷史接收信號強度序列的總長度，k表示單個訓(xùn)練樣本序列的長度；

1.4)根據(jù)步驟1.3)的訓(xùn)練樣本集，利用模糊時間序列預(yù)測方法得到對第t+n時刻接收信號強度的模糊預(yù)測模型；

1.5)選擇不同的n的值，迭代進行步驟1.4)，得到未來相應(yīng)時間范圍內(nèi)各個時刻的接收信號強度的模糊預(yù)測模型。

所述步驟1.5)中，每輪迭代n自增1，且迭代從n等于0開始，直至?xí)r刻n+1與t的時間間隔達到觸發(fā)切換時間a為止。

所述步驟2)中，合成得到的接收信號強度序列由當(dāng)前時刻及當(dāng)前時刻之前連續(xù)一段時刻的接收信號強度監(jiān)測結(jié)果與當(dāng)前時刻之后連續(xù)一段時刻的接收信號強度預(yù)測結(jié)果構(gòu)成，且序列始、末位置的時間間隔總長度等于觸發(fā)切換時間a；所述當(dāng)前時刻以及當(dāng)前時刻之前連續(xù)一段時刻所對應(yīng)的部分序列滿足在該部分序列中，目標(biāo)基站的接收信號強度優(yōu)于當(dāng)前接入基站的接收信號強度。

所述步驟2)中，在合成得到的接收信號強度序列中，從該序列起始位置開始，如果存在某一時刻，從該時刻起直至序列結(jié)束位置的時間間隔內(nèi)，目標(biāo)基站的接收信號強度優(yōu)于當(dāng)前接入基站的接收信號強度，且該時間間隔大于等于觸發(fā)切換時間a，則做出切換到目標(biāo)基站的切換決策。

所述步驟3)中，用戶位置預(yù)測的時間間隔大于觸發(fā)乒乓效應(yīng)規(guī)定的時間間隔的上限。

所述步驟3)中，若預(yù)測位置在切換決策確定的目標(biāo)基站的覆蓋范圍內(nèi)，則由當(dāng)前接入基站切換到該目標(biāo)基站；若預(yù)測位置在切換決策確定的目標(biāo)基站的覆蓋范圍外，則該次切換決策不執(zhí)行。

所述步驟2)中還包括以下第二種切換決策機制：當(dāng)用戶接收到的目標(biāo)基站的接收信號強度在連續(xù)一段時間內(nèi)優(yōu)于當(dāng)前接入基站，且該連續(xù)一段時間持續(xù)超過觸發(fā)切換時間b，則做出用戶從當(dāng)前接入基站切換到該目標(biāo)基站的決策，其中，觸發(fā)切換時間b＜觸發(fā)切換時間a；或者，當(dāng)用戶接收到的目標(biāo)基站的接收信號強度在某一時刻比當(dāng)前接入基站的接收信號強度高出的部分大于切換遲滯，則做出用戶從當(dāng)前接入基站切換到該目標(biāo)基站的決策。

兩種切換決策機制并行情況下，如果位置預(yù)測結(jié)果指示不應(yīng)切換時，則任何情況下均不切換；否則，當(dāng)至少有一種切換決策機制做出切換決策，均將觸發(fā)切換，其中，當(dāng)兩種切換決策機制均做出切換決策且切換的目標(biāo)基站不同，則按照通過接收信號強度的預(yù)測值與歷史監(jiān)測值合成的按時間排序的接收信號強度序列給出的切換決策進行切換。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過引入模糊預(yù)測模型，對用戶的接收信號強度以及用戶的位置進行預(yù)測，可以有效的避免慢衰落、多徑效應(yīng)、定位偏差等外部因素產(chǎn)生的噪聲對預(yù)測精度的影響；本發(fā)明考慮了接收信號強度以及用戶位置兩個因素的預(yù)測進行切換決策，對接收信號強度進行短期預(yù)測，并對用戶位置進行長期預(yù)測，既能通過對接收信號強度的預(yù)測來有效的避免因切換遲滯而產(chǎn)生的掉話問題，同時又能根據(jù)用戶的位置的長期預(yù)測來避免短期預(yù)測引起乒乓效應(yīng)的不足。同時，本發(fā)明的預(yù)測切換機制與現(xiàn)有切換機制兼容，可以在不影響現(xiàn)有切換機制正常運行的同時，有效的通過預(yù)測信息的幫助，來彌補現(xiàn)有切換機制的不足，可以利用預(yù)測得到的結(jié)果進行切換決策，提升切換決策的效率以及正確性。

附圖說明

圖1為應(yīng)用接收信號強度以及位置預(yù)測的切換決策機制流程圖；

圖2為本發(fā)明基于預(yù)測的切換決策機制的系統(tǒng)框架示意圖；

圖3為以預(yù)測切換機制為主兼容現(xiàn)有切換機制的切換決策流程圖；

圖4為不同切換策略的仿真測試結(jié)果對比。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容、效果以及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明是應(yīng)用預(yù)測模型的切換決策機制，通過對未來的用戶接收信號強度以及用戶位置進行預(yù)測，在預(yù)測精度滿足的前提下(位置預(yù)測的精度應(yīng)小于基站覆蓋范圍，例如30m，對于不同的采樣間隔，位置預(yù)測的精度需要滿足相應(yīng)的要求，例如對于采樣間隔30s的預(yù)測，預(yù)測均方根誤差應(yīng)小于5m)，可以有效的通過對未來信息的掌握來做出合理可靠的切換決策，能夠規(guī)避因參數(shù)選擇不當(dāng)而導(dǎo)致的各種問題，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無縫切換。同時本發(fā)明采用了與現(xiàn)有切換決策機制兼容的預(yù)測切換決策機制(圖1中展示了本發(fā)明的預(yù)測切換決策機制流程)，通過對未來用戶接收信號強度的預(yù)測，確定用戶切換的目標(biāo)基站以及切換到目標(biāo)基站的時機，并做出切換決策；同時根據(jù)長期的位置預(yù)測結(jié)果，來屏蔽因為短期預(yù)測決策造成的乒乓效應(yīng)，提高切換效率，保障網(wǎng)絡(luò)中的用戶體驗。

(一)應(yīng)用模糊預(yù)測模型的接收信號強度預(yù)測

由于不同的基站所處的環(huán)境差異以及基站的傳輸功率等參數(shù)不同，不同基站的用戶接收信號模型存在一定的差異，因此，各個基站均需要對用戶的接收信號強度進行建模；同時，由于接收信號強度受快衰落和噪聲的影響，而這些因素對切換決策會產(chǎn)生干擾，因而應(yīng)用模糊預(yù)測模型對接收信號強度建模。

本發(fā)明對各個基站覆蓋范圍內(nèi)所有用戶的接收信號強度序列進行統(tǒng)一的模型構(gòu)建，同時降低噪聲等對于預(yù)測結(jié)果的干擾，從而保證對用戶未來接收信號強度較好的預(yù)測精度。針對某一基站，接收信號強度建模的過程包括以下步驟：

1)選擇樣本集中該基站與所有用戶的歷史接收信號強度序列，對序列進行模糊化處理，得到接收信號強度模糊序列；

2)構(gòu)建對未來第n+1個時刻接收信號強度的模糊預(yù)測模型；

3)迭代進行第2)步，n從0開始，在每一輪迭代中自增1，若n增加至第n+1個時刻與預(yù)測開始時刻的時間間隔等于觸發(fā)切換時間，則停止構(gòu)建模糊預(yù)測模型，并結(jié)束迭代；

由于現(xiàn)有切換機制判定是否切換一般是基于切換遲滯以及觸發(fā)切換時間決定的，假定觸發(fā)切換時間為tttp，則若在t時刻要判斷切換是否發(fā)生，需要獲取t時刻后tttp-t'時刻內(nèi)的接收信號強度，其中0≤t'≤tttp。由此可知，需要對未來1,2,...,tttp時刻中每個時刻構(gòu)建獨立的模糊預(yù)測模型。

對某一基站的用戶接收信號強度建模的過程中，未來某一時刻的接收信號強度即從已知序列末開始，間隔某一固定時間段(取決于采樣時間間隔)后時刻的接收信號強度。步驟2)中構(gòu)建未來第n+1個時刻的接收信號強度的模糊預(yù)測模型，具體包括以下步驟：

2.1)將接收信號強度模糊序列轉(zhuǎn)化為(t-k,t-k+1,...,t-1)時刻接收信號強度與t+n時刻接收信號強度間關(guān)系的訓(xùn)練樣本集st＝{st|t＝k+1,k+2,...,n-n}，其中，k<t≤n-n，t表示歷史接收信號強度序列中任意一時刻，樣本st＝[rt-k,rt-k+1,...,rt-1,rt+n]，ri表示第i個時刻的接收信號強度，i＝t-k,t-k+1,…t-1,t+n，n表示歷史接收信號強度序列的總長度，k表示用于預(yù)測未來接收信號強度模型的單個訓(xùn)練樣本序列的長度，且0≤n；

2.2)對于步驟2.1)得到的訓(xùn)練樣本集，利用模糊時間序列預(yù)測方法(例如，song,q.,chissom,b.s.:’fuzzytimeseriesanditsmodels’,fuzzysetsandsystems,1993,54,(3),pp.269–277.)構(gòu)建對未來第n+1個時刻的模糊預(yù)測模型，即通過(t-k,t-k+1,...,t-1)時刻接收信號強度，預(yù)測第t+n個時刻的接收信號強度。

(二)應(yīng)用模糊預(yù)測模型的位置預(yù)測

軌跡信息與個人生活、環(huán)境等有著密切的聯(lián)系，因而，位置的預(yù)測模型需要為每個用戶單獨構(gòu)建。在構(gòu)建用戶的位置預(yù)測模型時，對所有獲取的用戶軌跡，按照用戶分割為不同的訓(xùn)練集，在每個用戶各自的訓(xùn)練集上訓(xùn)練用戶的各自的位置預(yù)測模型。用戶的軌跡預(yù)測由于定位技術(shù)存在的偏差，需要采用模糊預(yù)測模型進行處理，通過模糊化處理的方法降低這種偏差對預(yù)測模型的干擾，例如基于論域網(wǎng)格化的模糊化處理或者其他模糊化處理的方法(例如，xueay,zhangr,zhengy,etal.destinationpredictionbysub-trajectorysynthesisandprivacyprotectionagainstsuchprediction[c]//ieee,internationalconferenceondataengineering.ieee,2013:254-265以及song,q.,chissom,b.s.:’fuzzytimeseriesanditsmodels’,fuzzysetsandsystems,1993,54,(3),pp.269–277.)。

對某一用戶構(gòu)建的位置預(yù)測模型為長期模型，需要的采樣間隔要遠大于接收信號強度序列的采樣間隔。對于該用戶的某一條軌跡序列((x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),...)，若位置預(yù)測的采樣間隔為it，則將該軌跡序列轉(zhuǎn)化為如下所示的軌跡序列集：

((x1,y1),(xit+1,yit+1),(x2·it+1,y2·it+1),...)

((x2,y2),(xit+2,yit+2),(x2·it+2,y2·it+2),...)

......

((xit,yit),(x2·it,y2·it),(x3·it,y3·it),...)

將該用戶所有的軌跡序列均按此方法轉(zhuǎn)化為指定采樣間隔的軌跡序列集，并構(gòu)成該用戶的軌跡序列集。

由于位置預(yù)測是長期預(yù)測，位置預(yù)測僅僅對下一刻用戶的位置進行預(yù)測。在獲得用戶的指定采樣間隔軌跡序列集合后，將集合中軌跡序列轉(zhuǎn)化為高階軌跡序列集，構(gòu)成最終的位置預(yù)測模型訓(xùn)練集；對訓(xùn)練集中所有軌跡包含的位置進行模糊化處理并構(gòu)建模糊預(yù)測模型。

為了避免乒乓效應(yīng)，在切換時，需要能夠保證在未來一段時間后，切換的目標(biāo)基站仍能為用戶提供所需要服務(wù)，即用戶仍停留在目標(biāo)基站的覆蓋范圍內(nèi)，在這段時間內(nèi)不發(fā)生切換，就不會觸發(fā)乒乓效應(yīng)。由于位置預(yù)測僅僅預(yù)測下一刻的用戶位置，因而用戶位置預(yù)測的采樣間隔必須大于觸發(fā)乒乓效應(yīng)規(guī)定的時間間隔的上限，這樣如果用戶位置的預(yù)測值在目標(biāo)基站覆蓋范圍內(nèi)，即認為下一次切換不會發(fā)生在未來的一段時間內(nèi)，也就保證了不會發(fā)生乒乓效應(yīng)；反之則認為會發(fā)生乒乓效應(yīng)，因而不能進行切換。

(三)預(yù)測決策機制的預(yù)測框架

預(yù)測決策機制需要解決的問題包括：因過早做出切換決定而產(chǎn)生的乒乓效應(yīng)以及做出切換決策不及時引起的掉話。本發(fā)明設(shè)計一種結(jié)合接收信號強度預(yù)測以及位置預(yù)測的切換決策機制：由于定位用時較長，定位采樣間隔遠大于現(xiàn)有切換決策機制的觸發(fā)切換時間，同時，軌跡信息受到對應(yīng)用戶的生活方式以及習(xí)慣等影響，適合進行長期預(yù)測，而通過長期預(yù)測的結(jié)果，可以避免因在信息量少、過早作出切換決定下引發(fā)的乒乓效應(yīng)；用戶接收信號強度獲取容易且獲取時間間隔較短，在切換決策機制中直接用于作出切換決策，通過對接收信號強度建立短期預(yù)測模型，可以通過短期的預(yù)測結(jié)果，來提前預(yù)測切換的發(fā)生以及時作出切換決策，避免掉話(接收信號強度采樣間隔理想取值范圍：100ms～640ms，但受限于實際情況，通常取接近該范圍的值，例如，1s)。

參見圖2，隨著通信設(shè)備的發(fā)展，基站不僅僅承擔(dān)接入的職責(zé)，也開始具有運算和存儲能力；同時隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，用戶終端設(shè)備的計算和存儲能力越來越強大。在基站上獲取并存儲所有監(jiān)測到的用戶的接收信號強度序列，通過迭代更新的機制進行數(shù)據(jù)的替換，同時利用空閑時間，根據(jù)所存儲的信息，利用(一)中的方法建立基站自身的接收信號強度模型，同時在用戶終端設(shè)備進行切換決策過程中，向用戶終端設(shè)備提供接收信號強度預(yù)測結(jié)果；在用戶終端設(shè)備上，獲取用戶的軌跡信息并存儲，并通過(二)中方法利用軌跡信息對用戶軌跡構(gòu)建預(yù)測模型，在做出決策過程中，提供位置預(yù)測結(jié)果；在用戶終端設(shè)備，根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)以及獲取的預(yù)測結(jié)果做出切換決策。

模糊預(yù)測模型預(yù)測復(fù)雜度極低，能夠短時間內(nèi)完成預(yù)測，不影響切換決策的實時性。

(四)采用預(yù)測接收信號強度進行切換決策

本發(fā)明設(shè)計一種預(yù)測切換決策機制，其切換決策根據(jù)接收信號強度做出，并由位置預(yù)測結(jié)果進行篩選。參見圖3，切換決策的做出包括以下步驟：

1)用戶終端設(shè)備監(jiān)測可以接收到的所有基站的接收信號強度，若監(jiān)測到接收信號強度優(yōu)于當(dāng)前接入基站的基站，則將該基站加入目標(biāo)基站列表；若目標(biāo)基站列表中存在接收信號強度劣于當(dāng)前接入基站接收信號強度的基站，則從目標(biāo)基站列表中刪除該基站；

2)若目標(biāo)基站列表不為空，對于目標(biāo)基站列表里的任意基站：假設(shè)當(dāng)前時刻為t，且對于任意i(t-k<i<t)，存在優(yōu)于其中和分別為i時刻目標(biāo)基站列表里的任意基站(目標(biāo)基站)和當(dāng)前接入基站與用戶間接收信號強度，需要預(yù)測t+1,t+2,...,t+tttp-k-1時刻該目標(biāo)基站與用戶間接收信號強度。向目標(biāo)基站列表中每個基站請求該基站需要預(yù)測的時刻的接收信號強度；

3)向接入基站發(fā)送請求，獲取接入基站的接收信號強度預(yù)測值，需要預(yù)測的時刻為目標(biāo)基站列表中各個基站需要預(yù)測時刻的最大值；

4)若獲取到了接入基站的對接收信號強度的預(yù)測值，則監(jiān)測目標(biāo)基站列表，對于其中每個基站：如果獲取到了該基站(目標(biāo)基站)對接收信號強度的預(yù)測值，則通過目標(biāo)基站與接入基站的預(yù)測值與歷史值合成的接入信號強度序列進行決策，若合成的序列中，序列尾端存在一段連續(xù)時間，目標(biāo)基站序列值優(yōu)于接入基站序列值，且這段時間大于等于觸發(fā)切換時間，則做出切換到目標(biāo)基站的決策；

5)如果切換決策執(zhí)行完成或切換決策被阻止，則從目標(biāo)基站列表中刪除該基站；返回步驟1)。

(五)基站接收信號強度評價方法

由于微基站的存在，通信場景中接入基站的選擇不能單純的依賴接收信號強度大小的比較。對于不同基站接收信號強度的優(yōu)劣，本發(fā)明采用的評價標(biāo)準為：

若目標(biāo)基站和當(dāng)前接入基站均為宏基站或均為微基站，則接收信號強度高的基站更優(yōu)；若目標(biāo)基站和當(dāng)前接入基站中一個為宏基站，一個為微基站，則對微基站的接收信號強度加上偏置后，接收信號強度高的基站更優(yōu)。

(六)應(yīng)用位置預(yù)測結(jié)果篩選切換決策

應(yīng)用位置預(yù)測結(jié)果篩選切換決策包括以下步驟：

1)在任何切換決策被做出后，用戶終端設(shè)備調(diào)用自身位置預(yù)測模型，對下一刻用戶的位置做出預(yù)測；

2)對預(yù)測得到的用戶位置，根據(jù)預(yù)測目標(biāo)基站的覆蓋范圍，判定用戶位置是否在目標(biāo)基站覆蓋范圍內(nèi)：若用戶位置在目標(biāo)基站覆蓋范圍內(nèi)，則執(zhí)行做出的切換決策，并從目標(biāo)基站列表中刪除該基站；若用戶位置在目標(biāo)基站覆蓋范圍外，則阻止此次切換，并從目標(biāo)基站列表中刪除該基站。

(七)預(yù)測切換決策機制與現(xiàn)有機制的兼容

本發(fā)明設(shè)計的預(yù)測切換機制可以和現(xiàn)有切換機制兼容，在不影響現(xiàn)有切換機制的運作下，以預(yù)測切換機制為主，可以并行運行且不產(chǎn)生沖突。

參見圖3，在切換決策制定階段，預(yù)測切換機制也是根據(jù)接收信號強度做出切換決策，保證了預(yù)測切換決策機制可以在現(xiàn)有切換決策機制正常運作的同時并行運行，但是，預(yù)測切換機制中采用的觸發(fā)切換時間要大于現(xiàn)有切換機制中的這個參數(shù)，以降低因預(yù)測失準而產(chǎn)生錯誤切換決策的概率；在監(jiān)測接入基站以及目標(biāo)基站的過程中：若兩種切換決策機制中任何一種機制被觸發(fā)，則做出切換決策；若兩種切換決策機制均做出決策，如果兩種決策的目標(biāo)基站相同，則做出切換到該基站的切換決策，否則，按照預(yù)測切換機制做出的切換決策確定執(zhí)行切換的目標(biāo)基站；若兩種機制均未被觸發(fā)，則繼續(xù)監(jiān)測所有檢測到的基站的接收信號強度。

一旦一個切換決策被做出，則根據(jù)獲取的用戶位置預(yù)測結(jié)果，按(六)中提到的方法對切換決策進行篩選，最終決定切換決策是否執(zhí)行。

(八)仿真實驗

仿真采用的軌跡數(shù)據(jù)集為在南加州展會收集的用戶軌跡數(shù)據(jù)；由六邊形的拓撲結(jié)構(gòu)生成蜂窩網(wǎng)的宏基站分布，以及根據(jù)軌跡數(shù)據(jù)的密度以及基站間最小間距約束，隨機生成微基站分布；并由考慮了快慢衰落以及包含滿足瑞利分布噪聲的信道模型仿真得到用戶接收信號強度序列。數(shù)據(jù)集一共由19個子集構(gòu)成。

仿真實驗采用其中17個子集做訓(xùn)練集，用于訓(xùn)練用戶的軌跡預(yù)測模型以及基站的接收信號強度預(yù)測模型，并在另外兩個子集上進行測試。統(tǒng)計用戶的接收信號強度、發(fā)生掉話次數(shù)以及發(fā)生乒乓效應(yīng)次數(shù)。

仿真參數(shù)設(shè)計如表1所示：

表1.仿真參數(shù)

參見圖4，針對仿真中所有測試集上的測試樣本軌跡進行仿真后得到3種不同的切換決策機制的仿真結(jié)果?；隈R爾科夫決策的切換決策機制在測試中平均接收信號強度為-57.6811dbm，一共發(fā)生了32次掉話以及觸發(fā)了16次乒乓效應(yīng)，基于非模糊位置預(yù)測的切換決策機制(即現(xiàn)有切換決策機制)在測試中得到的平均接收信號強度為-58.2029dbm，一共發(fā)生了146次掉話以及觸發(fā)了1807次乒乓效應(yīng)，本發(fā)明提出的切換預(yù)測方法在測試中得到的平均接收信號強度為-57.6178dbm，一共發(fā)生了15次掉話以及觸發(fā)了5次乒乓效應(yīng)。本發(fā)明提出的切換方法實際上是通過所提出的預(yù)測切換機制的嚴格約束來降低預(yù)測的誤差引起的不必要或者錯誤的切換造成的損失。

總之，本發(fā)明設(shè)計了一種應(yīng)用模糊預(yù)測模型的預(yù)測切換決策機制，以提升切換決策的及時性以及正確性。本發(fā)明通過引入一種模糊預(yù)測模型，使得對用戶接收信號強度以及位置的預(yù)測模型具有容噪能力，可以處理包含慢衰落、多徑效應(yīng)、定位偏差等外部因素產(chǎn)生的噪聲的數(shù)據(jù)；同時本發(fā)明引入一種與現(xiàn)有切換機制兼容的預(yù)測切換機制，在不影響現(xiàn)有切換機制運作的同時，彌補該機制的不足，通過短期預(yù)測以及長期預(yù)測的結(jié)合，解決切換決策中存在的掉話以及乒乓效應(yīng)問題，提升網(wǎng)絡(luò)中用戶的體驗，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無縫切換。