基于決策概率的接入網(wǎng)選擇

在異構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，使用多模或變模終端的用戶更傾向于選擇最合適的接入技術(shù)來承載業(yè)務(wù)。但如何在眾多無線接人技術(shù)中選擇一個最合適的接入技術(shù)是一個有待研究的問題�，F(xiàn)有文獻(xiàn)提出的相關(guān)解決方法，如隨機(jī)選擇算法、高帶寬優(yōu)先選擇算法、基于模糊邏輯的算法以及基于層次分析法和灰度關(guān)聯(lián)法等，都忽略了用戶對網(wǎng)絡(luò)所提供業(yè)務(wù)質(zhì)量的滿意度。此外，實際中的用戶將考慮服務(wù)質(zhì)量和價格雙方面因素�；�于上述原因，在綜合考慮用戶對服務(wù)質(zhì)量滿意度、價格、相對鏈路質(zhì)量等因素的基礎(chǔ)上提出了決策概率的概念。決策概率從數(shù)學(xué)上描述了用戶愿意選擇某網(wǎng)絡(luò)的程度。

１　決策概率

為了能用數(shù)學(xué)方法描述用戶對無線網(wǎng)絡(luò)提供的ＱｏＳ的滿意程度，首先引入滿意度函數(shù)概念。用函數(shù)Ｓ（６）表示用戶的滿意度，他實際上是將服務(wù)質(zhì)量相關(guān)的參數(shù)映射到實數(shù)域。在一個由Ｍ個異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)組成的系統(tǒng)中，用向量ｂ＝（ｂ１，…，ｂＭ）表示這Ｍ個網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)的ＱｏＳ參數(shù)。因此，若用戶使用不同網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，將會有不同的ＱｏＳ體驗，而這種不同的ＱｏＳ體驗則會對應(yīng)不同ＱｏＳ滿意度。不失一般性地，以網(wǎng)絡(luò)ｊ為例，用戶對該網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)的滿意度應(yīng)滿足下列條件：

其中ｌ是正的常數(shù)。上式中的最后一個條件反映了ＱｏＳ參數(shù)超出一定范圍后，用戶對ＱｏＳ參數(shù)的提升將不再敏感，進(jìn)而用戶不會再因為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的提升而增加其滿意度。

在本文中，服務(wù)質(zhì)量以網(wǎng)絡(luò)接入帶寬為例，但所提出的滿意度概念可廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)所提供的其他ＱｏＳ參數(shù)，而不僅限于接入帶寬。

事實上，用戶的滿意度行為與用戶所使用的業(yè)務(wù)類型有關(guān)。對最簡單的業(yè)務(wù)，如話音業(yè)務(wù)，一般認(rèn)為用戶滿意度只有兩個值，分別是完全滿意和完全不滿意。而對于下一代基于分組的多媒體業(yè)務(wù)而言，這種僅考慮兩個離散值的滿意度將不再適用。出于對這類業(yè)務(wù)的考慮，采用連續(xù)函數(shù)對用戶滿意度進(jìn)行建模。

其次，如果價格變化，用戶對業(yè)務(wù)的感知情況不可能不發(fā)生變化。

前文中，用戶滿意度是ＱｏＳ的函數(shù)。這里，價格同樣表示為ＱｏＳ的函數(shù)。根據(jù)上下文的內(nèi)容，這里所說的ＱｏＳ參數(shù)是網(wǎng)絡(luò)提供的接人帶寬。一般而言，網(wǎng)絡(luò)ｊ提供的服務(wù)的價格ｐｊ（ｂｊ），只與網(wǎng)絡(luò)ｊ分配給用戶的接入帶寬有關(guān)。與滿意度函數(shù)類似，價格函數(shù)應(yīng)滿足下面這個條件：

此外，除了滿意度和價格，用戶在選擇網(wǎng)絡(luò)時還應(yīng)考慮與網(wǎng)絡(luò)間相對通信鏈路質(zhì)量。用δｊ表示終端與網(wǎng)絡(luò)ｊ的接入點間的相對通信鏈路質(zhì)量值。該參數(shù)值由用戶與網(wǎng)絡(luò)ｊ間通信鏈路質(zhì)量和用戶與其他網(wǎng)絡(luò)間通信鏈路質(zhì)量共同決定。δｊ應(yīng)滿足下列條件：

其中，ｑｉ表示用戶與網(wǎng)絡(luò)ｉ間的通信鏈路質(zhì)量。值得注意的是，不同的用戶將檢測到不同的相對鏈路質(zhì)量（δ）值。從δｊ的定義可知，該值越大，則用戶與網(wǎng)絡(luò)ｊ間的相對通信鏈路質(zhì)量越好。

實際上，只有當(dāng)服務(wù)質(zhì)量和價格都是在可接受的情況下，用戶才可能對網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)表示滿意。只有當(dāng)終端與網(wǎng)絡(luò)接入點間的相對通信鏈路質(zhì)量較好時，用戶才可能與網(wǎng)絡(luò)建立連接。綜合考慮這三個因素，提出決策概率的概念。用決策概率表示用戶接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的或然率。針對網(wǎng)絡(luò)ｊ，定義決策概率為：Ａｊ（ｓｊ，ｐｊ，δｊ），該值反映用戶決策使用網(wǎng)絡(luò)ｊ的服務(wù)的概率值。事實上，該值隨ＱｏＳ滿意度和相對鏈路質(zhì)量的增加而增加、隨價格的增加而減小，即Ａｊ（ｓｊ，ｐｊ，δｊ）滿足：

其中，Ｃ，μ，ε，是正值常數(shù)，而ｐｍａｘ是價格的最大值。實際上，由于系統(tǒng)容量等的限制，網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的接人帶寬不是無限大，因此，網(wǎng)絡(luò)的收費也不會是無限大。所以存在價格的最大值，且滿足ｐｍａｘ＜∞。所選的函數(shù)形式也與廣泛用于經(jīng)濟(jì)學(xué)中的Ｃｏｂｂ－Ｄｏｕｇｌａｓ要求曲線有一定關(guān)系。事實上，決策概率Ａｉ（ｓｊ，ｐｊ，δｊ）可以是任何一個滿足條件式（４）－式（７）的函數(shù)，即文中所得到的結(jié)論并不限于式（８）的特殊形式。