基于决策概率的接入网选择

在异构的无线网络系统中，使用多模或变模终端的用户更倾向于选择最合适的接入技术来承载业务。但如何在众多无线接人技术中选择一个最合适的接入技术是一个有待研究的问题。现有文献提出的相关解决方法，如随机选择算法、高带宽优先选择算法、基于模糊逻辑的算法以及基于层次分析法和灰度关联法等，都忽略了用户对网络所提供业务质量的满意度。此外，实际中的用户将考虑服务质量和价格双方面因素。基于上述原因，在综合考虑用户对服务质量满意度、价格、相对链路质量等因素的基础上提出了决策概率的概念。决策概率从数学上描述了用户愿意选择某网络的程度。

１　决策概率

为了能用数学方法描述用户对无线网络提供的ＱｏＳ的满意程度，首先引入满意度函数概念。用函数Ｓ（６）表示用户的满意度，他实际上是将服务质量相关的参数映射到实数域。在一个由Ｍ个异构无线网络组成的系统中，用向量ｂ＝（ｂ１，…，ｂＭ）表示这Ｍ个网络为用户提供服务的ＱｏＳ参数。因此，若用户使用不同网络的服务，将会有不同的ＱｏＳ体验，而这种不同的ＱｏＳ体验则会对应不同ＱｏＳ满意度。不失一般性地，以网络ｊ为例，用户对该网络提供的服务的满意度应满足下列条件：



其中ｌ是正的常数。上式中的最后一个条件反映了ＱｏＳ参数超出一定范围后，用户对ＱｏＳ参数的提升将不再敏感，进而用户不会再因为网络服务质量的提升而增加其满意度。

在本文中，服务质量以网络接入带宽为例，但所提出的满意度概念可广泛应用于网络所提供的其他ＱｏＳ参数，而不仅限于接入带宽。

事实上，用户的满意度行为与用户所使用的业务类型有关。对最简单的业务，如话音业务，一般认为用户满意度只有两个值，分别是完全满意和完全不满意。而对于下一代基于分组的多媒体业务而言，这种仅考虑两个离散值的满意度将不再适用。出于对这类业务的考虑，采用连续函数对用户满意度进行建模。

其次，如果价格变化，用户对业务的感知情况不可能不发生变化。

前文中，用户满意度是ＱｏＳ的函数。这里，价格同样表示为ＱｏＳ的函数。根据上下文的内容，这里所说的ＱｏＳ参数是网络提供的接人带宽。一般而言，网络ｊ提供的服务的价格ｐｊ（ｂｊ），只与网络ｊ分配给用户的接入带宽有关。与满意度函数类似，价格函数应满足下面这个条件：



此外，除了满意度和价格，用户在选择网络时还应考虑与网络间相对通信链路质量。用δｊ表示终端与网络ｊ的接入点间的相对通信链路质量值。该参数值由用户与网络ｊ间通信链路质量和用户与其他网络间通信链路质量共同决定。δｊ应满足下列条件：



其中，ｑｉ表示用户与网络ｉ间的通信链路质量。值得注意的是，不同的用户将检测到不同的相对链路质量（δ）值。从δｊ的定义可知，该值越大，则用户与网络ｊ间的相对通信链路质量越好。

实际上，只有当服务质量和价格都是在可接受的情况下，用户才可能对网络所提供的业务表示满意。只有当终端与网络接入点间的相对通信链路质量较好时，用户才可能与网络建立连接。综合考虑这三个因素，提出决策概率的概念。用决策概率表示用户接受网络服务的或然率。针对网络ｊ，定义决策概率为：Ａｊ（ｓｊ，ｐｊ，δｊ），该值反映用户决策使用网络ｊ的服务的概率值。事实上，该值随ＱｏＳ满意度和相对链路质量的增加而增加、随价格的增加而减小，即Ａｊ（ｓｊ，ｐｊ，δｊ）满足：



其中，Ｃ，μ，ε，是正值常数，而ｐｍａｘ是价格的最大值。实际上，由于系统容量等的限制，网络为用户提供的接人带宽不是无限大，因此，网络的收费也不会是无限大。所以存在价格的最大值，且满足ｐｍａｘ＜∞。所选的函数形式也与广泛用于经济学中的Ｃｏｂｂ－Ｄｏｕｇｌａｓ要求曲线有一定关系。事实上，决策概率Ａｉ（ｓｊ，ｐｊ，δｊ）可以是任何一个满足条件式（４）－式（７）的函数，即文中所得到的结论并不限于式（８）的特殊形式。