一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無(wú)線泛在網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的 優(yōu)化。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，信息的交換和傳輸已經(jīng)成為人們生活中與衣食 住行一樣必不可少的部分。為了實(shí)現(xiàn)此目的，無(wú)線通信技術(shù)在近20年內(nèi)呈現(xiàn)出異常繁榮的 景象，也帶來(lái)了多種類(lèi)型無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和共存，這些無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)被統(tǒng)一稱(chēng)為無(wú)線 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（wirelessheterogeneousnetwork)。目前，已經(jīng)有不少于25種的無(wú)線異構(gòu)網(wǎng) 絡(luò)方法在投入使用，為人們提供無(wú)線通信業(yè)務(wù)，其中包括GSM、GPRS、EDGE、UMTS、CDMA2000、 HSDPA、IEEE802.lla/b/g/n、WiMAX、DECT、藍(lán)牙、RFID、UWB、T-DMB、DVB-T、DVB-H以及其它 技術(shù)等。此外，還有層出不窮的無(wú)線通信系統(tǒng)即將或在不遠(yuǎn)的未來(lái)進(jìn)入商用，如802. 20、 802. 16M、wirelssHD、LTE、4G和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
[0003] 同時(shí)，在日新月異的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，不斷提高用戶(hù)體驗(yàn)才是關(guān)鍵。用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量 (QualityofExperience，簡(jiǎn)稱(chēng)：QoE)是一種以用戶(hù)認(rèn)可程度為標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)的評(píng)價(jià)方法。異 構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合實(shí)現(xiàn)了各種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)無(wú)縫連接以及對(duì)用戶(hù)的透明化， 繼而滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(zhǎng)的無(wú)線需求，為用戶(hù)帶來(lái)前所未有的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，近年來(lái)引起了廣泛 關(guān)注，然而，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的接入方式很多，如何選擇一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入以保障得到最好的用戶(hù)體驗(yàn) 質(zhì)量，成為了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合后急需解決的問(wèn)題。因?yàn)橹挥胁粩嗵岣哂脩?hù)體驗(yàn)質(zhì)量才能保證 用戶(hù)不會(huì)流失，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。為此，選擇最好的網(wǎng)絡(luò)接入繼而得到的最好 的用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量顯得十分重要。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提出了一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，該方法根 據(jù)無(wú)線泛在網(wǎng)中存在多種無(wú)線接入網(wǎng)，通過(guò)回歸分析法，得到一個(gè)基于QoE的網(wǎng)絡(luò)性能評(píng) 價(jià)值，并運(yùn)用改進(jìn)的灰色預(yù)測(cè)法，預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)性能情況，進(jìn)行相應(yīng)的比較，選擇出 下個(gè)時(shí)刻最優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)以得到最好的用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量，若預(yù)測(cè)的最佳網(wǎng)絡(luò)不是當(dāng)前接入的網(wǎng) 絡(luò)，則進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換以保證終端基本上所有時(shí)刻一直接入最好的網(wǎng)絡(luò)以獲得最好的用戶(hù)體 驗(yàn)。同時(shí)，該方法又非常簡(jiǎn)單而易于實(shí)現(xiàn)，具有很好的應(yīng)用前景。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明提供了一種基于無(wú)線泛在網(wǎng) 接入選擇的QoE優(yōu)化方法，該方法根據(jù)終端當(dāng)前所處的無(wú)線泛在網(wǎng)環(huán)境下可接入的網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行評(píng)價(jià)，對(duì)可接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分別計(jì)算得到一個(gè)評(píng)價(jià)值MOSp其中i= 1，2,…，n，n表示當(dāng) 前可接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)，運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)算法模型GM(1，1)對(duì)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得 到預(yù)測(cè)值M0Snext，于當(dāng)前時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值1?^進(jìn)行比較，如果預(yù)測(cè)值MOSnext比當(dāng)前時(shí)刻 其他未接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)值低，說(shuō)明當(dāng)前所接入的網(wǎng)絡(luò)依舊是最好的網(wǎng)絡(luò)，否則說(shuō)明 當(dāng)前所接入的網(wǎng)絡(luò)在下一時(shí)刻可能不是最好的網(wǎng)絡(luò)，需要進(jìn)行切換，即切換網(wǎng)絡(luò)接入到當(dāng) 如時(shí)刻其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中評(píng)價(jià)值最尚的網(wǎng)絡(luò)。
[0006] 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)值MOSi是根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)參數(shù)丟包率、時(shí)延和網(wǎng)速的數(shù)值與用戶(hù)對(duì) 網(wǎng)絡(luò)的主觀評(píng)分?jǐn)M合并計(jì)算得到，所以接入評(píng)價(jià)值最高的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，即可認(rèn)為能給用戶(hù)帶 來(lái)最好的用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量。
[0007] 改進(jìn)的灰色預(yù)測(cè)算法模型GM(1，1)通過(guò)保存當(dāng)前時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值和前n個(gè)時(shí)刻 的實(shí)際接入的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值，對(duì)下一時(shí)刻進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)根據(jù)新陳代謝的原理，保持用于預(yù)測(cè) 用的原始數(shù)據(jù)M0Sn，n= 1，2,…，N-直是最近時(shí)刻的值，這樣才能更加具有實(shí)時(shí)性，能更準(zhǔn) 確的預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值，其中N為用于預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。
[0008] 通過(guò)回歸擬合方法得到網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)值，并根據(jù)灰色預(yù)測(cè)算法預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò) 狀況，通過(guò)選擇最優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)并接入，以保證用戶(hù)的體驗(yàn)質(zhì)量最好。
[0009] 方法流程：
[0010] 步驟1:測(cè)量無(wú)線泛在網(wǎng)絡(luò)中各種接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值，包括丟包率、延時(shí)和網(wǎng) 速，同時(shí)讓測(cè)試人員直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)價(jià)，更好地反映網(wǎng)絡(luò)對(duì)Q〇E的影響，將網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值作 為因變量，丟包率、時(shí)延和帶寬作為應(yīng)變量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用回歸分析法擬合得到一個(gè)擬 合度極高的方程來(lái)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)值M0S。
[0011] 步驟2 :根據(jù)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值的回歸方程，計(jì)算出當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中可接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值 MOSi其中i= 1，2,…，n，然后根據(jù)前N-1個(gè)時(shí)刻的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值和當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià) 值，預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值M0Snext。
[0012] 步驟3 :根據(jù)預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值，與當(dāng)前時(shí)刻其他接入網(wǎng)的評(píng)價(jià)值進(jìn)行比較，然后 預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)刻最好的接入網(wǎng)是哪個(gè)，若需要切換則切換至最好的接入網(wǎng)。通過(guò)預(yù)測(cè)的方 法，保證下一時(shí)刻很大概率能夠接入到最好的網(wǎng)絡(luò)。
[0013] 步驟4:更新用于預(yù)測(cè)下一時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，根據(jù)新陳代謝法將最新 的數(shù)據(jù)加入到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中，并去除最舊的數(shù)據(jù)，保持學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)下一 時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值。
[0014] 有益效果：
[0015] 1、本發(fā)明應(yīng)用回歸分析法，并根據(jù)用戶(hù)的評(píng)價(jià)，得出網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)值 的回歸方程，擬合得到的方程將更加實(shí)際地反映用戶(hù)的主觀評(píng)價(jià)。
[0016] 2、本發(fā)明應(yīng)用改進(jìn)的灰色預(yù)測(cè)模型，即二次擬合的灰色預(yù)測(cè)GM(1，1)模型，并通 過(guò)修正原始序列，保證模型計(jì)算正確進(jìn)行。
[0017] 3、本發(fā)明應(yīng)用灰色預(yù)測(cè)模型的少數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)特點(diǎn)，選取最新時(shí)刻的5個(gè)數(shù)據(jù)，用于 進(jìn)行預(yù)測(cè)運(yùn)算，同時(shí)，選取的時(shí)間間隔極短，能夠充分反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的性能和趨勢(shì)，能更準(zhǔn) 確的對(duì)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0018] 4、本發(fā)明提出的指標(biāo)系統(tǒng)和評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，具有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的無(wú)線泛在網(wǎng)場(chǎng)景示意圖。
[0020] 圖2為本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0022] 如圖1所示，移動(dòng)終端所處的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，有多個(gè)可接入的網(wǎng)絡(luò)，有WLAN、3G 和EDGE等。為了更好的獲得用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量，需要從多個(gè)接入網(wǎng)中選擇最好的網(wǎng)絡(luò)接入。運(yùn) 用回歸分析法得到擬合度極高的回歸方程來(lái)評(píng)價(jià)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能，再根據(jù)改進(jìn)的灰色預(yù)測(cè) 算法，預(yù)測(cè)下一時(shí)刻最好的接入網(wǎng)絡(luò)并接入。
[0023] 回歸分析（regressionanalysis)是確定兩種或兩種以上變量間相互依賴(lài)的定量 關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)分析方法，運(yùn)用十分廣泛，通常用于數(shù)據(jù)分析。確定應(yīng)變量為網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)值 M0S，自變量為網(wǎng)絡(luò)性能的三個(gè)參數(shù)：丟包率、網(wǎng)速和時(shí)延。其中網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值采用廣泛使用的 國(guó)家電信聯(lián)盟（ITU)建議的"平均評(píng)估分值"（MeanOpinionScore,M0S)，該方法將網(wǎng)絡(luò)性 能分為5個(gè)層次，如表1所示，此量化方法細(xì)致地描述了網(wǎng)絡(luò)性能。運(yùn)用多元非線性回歸分 析法，得到擬合度極高的回歸方程：
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括如下步 驟： 步驟1 :在無(wú)線泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，接入不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并測(cè)量多組數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)性 能參數(shù)的丟包率、延時(shí)和網(wǎng)速，然后讓多名測(cè)試人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)做主觀評(píng)價(jià)得到一個(gè)評(píng)價(jià)值，分 析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用回歸分析法，獲得回歸方程用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)值，回歸方程如下：
步驟2 :根據(jù)回歸方程，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中所有可接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值，同 時(shí)，對(duì)最新時(shí)刻的5個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，然后運(yùn)用所提出的改進(jìn)的二次擬合灰色預(yù)測(cè)模型 GM(1，1)預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)性能； 已修正的原始序列：B(Q) = {B (Q) (I)，B(Q) (2)，…，Bft0 (5)} 進(jìn)行一次累積后的累積序列：B(1) = {B (1) (I)，B(1) (2)，. . .，B(1) (5)} 根據(jù)灰微分方程，計(jì)算待估參數(shù)向量^ = 計(jì)算得到時(shí)間響應(yīng)序列為：
進(jìn)行參數(shù)擬合得到擬合后的預(yù)測(cè)方程： A(0) (k+1) = A(1) (k+l)-A⑴（k) = MMeik-e-a*05-1)) 步驟3 :根據(jù)下一時(shí)刻的預(yù)測(cè)值和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)值進(jìn)行比較，若下一個(gè)預(yù)測(cè)值不 是最大，說(shuō)明當(dāng)前所接入的網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)有惡化趨勢(shì)，需要進(jìn)行切換，則認(rèn)為當(dāng)前時(shí)刻下其他可 接入的最好網(wǎng)絡(luò)為下一時(shí)刻最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)，因此進(jìn)行切換，接入到最好的網(wǎng)絡(luò)中，否則，依然保 持當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)不切換； 步驟4:進(jìn)行一次預(yù)測(cè)后，需要根據(jù)新陳代謝法，更新原始序列的值，去除最舊的數(shù)據(jù)， 加入最新的數(shù)據(jù)，循環(huán)上述步驟1-3。
2. -種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法是根據(jù)無(wú)線 泛在網(wǎng)中存在多種無(wú)線接入網(wǎng)，通過(guò)回歸分析法，得到一個(gè)基于QoE的網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)值，并 運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)法，預(yù)測(cè)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)性能情況，進(jìn)行相應(yīng)的比較，選擇出下個(gè)時(shí)刻最優(yōu)質(zhì) 的網(wǎng)絡(luò)以得到最好的用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量，若預(yù)測(cè)的最佳網(wǎng)絡(luò)不是當(dāng)前接入的網(wǎng)絡(luò)，則進(jìn)行網(wǎng)絡(luò) 切換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，其特征在于： 所述方法能夠分析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)丟包率、延時(shí)和網(wǎng)速對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量的影響，并且通過(guò) 非線性回歸分析法得到回歸擬合方程為：MOS-，用于計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)值的影響。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，其特征在于： 所述方法對(duì)基本的灰色預(yù)測(cè)模型GM(1, 1)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)待估參數(shù)向量<2 = (64) iFfh進(jìn)行 二次擬合求值，并對(duì)用于預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正以適用于本發(fā)明，用改進(jìn)的灰色預(yù)測(cè)模型對(duì) 網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)，選擇性能最好的網(wǎng)絡(luò)并接入以提高用戶(hù) 的體驗(yàn)到達(dá)優(yōu)化的效果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，其特征在于： 所述方法應(yīng)用于無(wú)線泛在網(wǎng)絡(luò)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)線泛在網(wǎng)接入選擇的QoE優(yōu)化方法，該方法根據(jù)終端當(dāng)前所處的無(wú)線泛在網(wǎng)環(huán)境下可接入的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)可接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分別計(jì)算得到一個(gè)評(píng)價(jià)值MOSi，其中i＝1,2,…,n，n表示當(dāng)前可接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)，運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)算法模型GM(1,1)對(duì)下一時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)值MOSnext，于當(dāng)前時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)值MOSi進(jìn)行比較，如果預(yù)測(cè)值MOSnext比當(dāng)前時(shí)刻其他未接入的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)值低，說(shuō)明當(dāng)前所接入的網(wǎng)絡(luò)依舊是最好的網(wǎng)絡(luò)，否則說(shuō)明當(dāng)前所接入的網(wǎng)絡(luò)在下一時(shí)刻可能不是最好的網(wǎng)絡(luò)，需要進(jìn)行切換，即切換網(wǎng)絡(luò)接入到當(dāng)前時(shí)刻其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中評(píng)價(jià)值最高的網(wǎng)絡(luò)。
【IPC分類(lèi)】H04W24-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104640137
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510051576
【發(fā)明人】張暉, 張乘銘
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日