基于群决策多业务无线接入选择方法

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1、基于群决策多业务无线接入选择方法　　【摘要】在异构无线环境中，为了给运行了多个业务（群呼叫）的移动终端选择一个合适的无线接入网络，提出了一种基于群决策的接入选择方法。该方法引入效用函数对网络QoS及功耗进行评价；根据业务特点分配各属性的模糊权重，并采用业务优先权来反映各业务在群决策中的相对重要性；基于模糊理论，设计合理的模糊TOPSIS数据聚合模型，并在效用评价基础上实现了群决策。仿真结果表明，该方法能有效地实现多业务的无线接入选择，并且业务优先权在很大程度上影响了群决策结果。【关键词】群决策多业务接入选择效用函数逼近理想解排序法中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编

2、号：1006-1010（2014）-03-1引言15多种无线接入技术共存并相互融合是无线通信网络发展的趋势，为了让拥有多种无线接口的移动终端能够在异构的无线环境中实现无缝漫游，为其业务选择最合适的网络接入成为当前的研究热点，并且已经取得了一些有价值的成果[1]。由于在接入选择时通常需要考虑多种因素，因而不少文献提出了基于多属性决策的接入选择方法，如简单加权法（SAW）、乘法指数加权法（MEW）、灰度相关分析法（GRA）、层次分析法（AHP）以及逼近理想解排序法（TOPSIS）等[2]。在此基础上，文献[3]将并行模糊逻辑控制与多属性决策相结合，实现了终端侧与网络侧协同控制的接

3、入选择。为了提高用户的满意度，文献[4]提出了基于多目标决策的异构无线网络接入选择算法，而文献[5]提出的基于负载均衡的多接入选择算法能够在保证业务QoS的基础上，均衡不同网络间的负载。此外，基于马尔可夫模型[6]、基于模糊神经网络[7]、基于博弈论[8]等多种接入选择方法也都相继提出。但是，现有文献所提出的接入选择方法基本上都只是针对单个业务（呼叫），而在实际中，多模终端常会同时运行多个不同类型的网络业务，例如话音和网页浏览等，因此有必要针对多业务（群呼叫）的无线接入选择问题展开研究。各类业务对QoS（Qualityof15Service，服务质量）的需求不同，而各种无线网

4、络的性能也有所差异。当需要为多业务选择网络时，若将它们分别接入到各自最合适的无线网络，则相关网络操作之间的协同会比较复杂，同时还会产生过多的信令开销。而且在这种情况下，多模终端中相应的网络接口均需处于工作状态，势必会造成终端耗电量的增加。此外，某些低性能的多模终端仅支持将多业务同时接入到某一网络中。鉴于此，有必要为移动终端中的多业务共同选择一个合适的无线接入网络，这实际上可归结为一个多属性群决策问题。针对上述问题，本文引入效用评价，分配属性的模糊权重并采用业务优先权，设计合理的模糊TOPSIS数据聚合模型，在效用评价的基础上，实现多业务无线接入选择的群决策。2问题描述及理论基

5、础经典的多属性决策问题可以描述为：给定一组候选方案X={x1，x2，…，xM}，对于其中的每个方案xm（1≤m≤M），需要从若干个属性C={c1，c2，…，cN}来对其进行综合评价。决策的目的就是要从这组候选方案中找到一个使决策者最满意的方案。不同于这种个体决策，多属性群决策中的决策者是由多个成员组成的群体，其决策过程需要综合该群体中各成员对某一决策问题的意见，大致可分为以下四个阶段：（1）确定决策者集、方案集和属性集等；（2）获取决策者对各方案的属性评价信息；（3）确定属性权重和决策者权重；（4）确定数据聚合的模型和方法并选出最优方案。15由于群决策中各决策者需要分别对每个

6、方案的各属性赋予评价值，因此会得到多个个体决策矩阵。对于多业务无线接入选择问题，每个业务即为一个决策者，可以设S={s1，s2，…，sL}为决策者集（业务集），X={x1，x2，…，xM}为方案集（接入网络集），C={c1，c2，…，cN}为决策者统一采用的属性集，则决策者sl（1≤l≤L）对方案xm（1≤m≤M）按属性cn（1≤n≤N）进行测度，得到属性值，从而得到sl的决策矩阵为：（1）显然，L个业务可得到L个决策矩阵。需要指出的是，不同决策者对各属性重要性的认识不同，因此会得到多组属性权重向量。此外，各决策者在群决策过程中的影响力也不相同，应分别赋予相应的决策者权重。可

7、设sl（1≤l≤L）给出的属性权重向量为wl={wl1，wl2，…，wlN}，且设决策者权重（业务优先权）向量为ω={ω1，ω2，…，ωL}，以反映各业务在群决策中的相对重要性。不同无线网络（如WLAN、UMTS和WiMAX等）在QoS、功耗、安全级别和资费等方面存在差异。在进行接入选择时不失一般性，本文选取带宽（BW）和时延（D）这两个重要的QoS参数以及功耗（P）作为评价指标。此外，设定移动终端中同时运行了话音、视频会议和网页浏览这三种典型业务。3效用函数在经济学中，“效用”用于表征消费者对产品的主