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专利号: 2020114386031
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,包括:预处理模块、数据挖掘模块及判别选择模块,其中,预处理模块用于结合当前业务进行阈值判断和参数处理,筛选得到满足业务基本需求的网络的服务质量评价值x1、性价比x2、价格效用值x3;

数据挖掘模块,用于通过网络端的数据挖掘模块获得定义的个性化消费偏好权重,其中分别为追求极致性能的偏好程度α、追求较高性价比的偏好程度β、价格敏感型的偏好程度γ;

判别选择模块,用于结合预处理模块获得的服务质量评价值x1、性价比x2、价格效用值x3和数据挖掘模块获得的个性化消费偏好权重,构建效用函数并判决选出目标网络。

2.根据权利要求1所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述预处理模块结合当前业务进行阈值判断和参数处理,筛选得到满足业务基本需求的网络的服务质量评价值x1、性价比x2、价格效用值x3,具体包括以下步骤:

201、对检测到的网络参数进行阈值判断并做归一化处理,其中需要阈值判断的参数为RSS(Q1)、带宽(Q2)、时延(Q3)、抖动(Q4)、丢包率(Q5)这5个参数,得不同业务类型的RSS、带宽、时延、抖动、丢包率的最小阈值,分别表示为 其中i代表不同参数,取值为1,2,3,4,5;

k为业务类型,当前为实时业务k=0,否则k=1;判断条件满足并且关系表示为:Qn表示检测到的参数值,其中n取值为1,2,3,4,5;

阈值筛选得到候选网络之后,需要归一化处理的参数为带宽、时延、抖动、丢包率和价格,无线网络参数分为效益型和成本型;

202、采用当前业务的层次分析法AHP计算得到网络的服务质量评价值(x1)、性价比(x2)、价格效用值(x3),用于构成自定义效用函数;

203、性价比是服务质量评价值与价格的比值。

3.根据权利要求2所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述步骤201中,效益型参数、成本型参数这两类参数归一化处理如下:效益型参数:

成本型参数:

其中, 表示用户在k业务下第i个网络的j参数值, 为k业务中j参数最大值,而为k业务中j参数最小值, 表示归一化后的值。

4.根据权利要求2所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述网络服务质量评价值由结合了当前业务的层次分析法AHP计算得到,其步骤简化如下:

①构建层次模型:最上层为目标层,中间为准则层,最下为网络选择层;

②构建判断矩阵:RSS只负责阈值筛选,在剩下参数中根据对目标的重要程度,选择带宽、时延、抖动、丢包率构建判断矩阵 其中 表示第j1个参数与第j2个参数的比值,并且

③计算权重向量:由如下公式可获得判断矩阵A的最大特征根λmax所对应的特征向量④一致性检验:由如下公式检验得到的权重是否分配合理:CR=CI/RI       (5)其中,CR为一致性比率,CI为一致性指标,RI为随机一致性指标,当CR<0.1时,则认为矩阵A有满意的一致性,可用对应的特征向量作为权重,否则要重新构造判断矩阵A,直到通过一致性检验为止;

⑤构建评价矩阵并结合权重计算网络服务质量评价值,其公式如下:其中,假设有m个候选网络,P为评价矩阵, 表示第m个网络的第4个参数归一化后的值,X为网络服务质量评价值向量,其由m个网络服务质量评价值x1组成。

5.根据权利要求2所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述步骤203性价比是服务质量评价值与价格的比值,由如下公式得到:

其中, 表示同比例缩小的网络费用,由上述公式(3)得到,p2为性价比,但其取值范围与归一化的网络服务质量评价值和价格不统一,遂进行归一化后得到x2。价格效用值是对价格参数进行成本型归一化后得到的值,由公式(3)得到,记为x3。

6.根据权利要求1‑5之一所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述数据挖掘模块,用于通过网络端的数据挖掘模块获得定义的个性化消费偏好权重,分别为追求极致性能的偏好程度α、追求较高性价比的偏好程度β、价格敏感型的偏好程度γ,具体包括:

301、把用户的个性化消费偏好视作一个整体记为1,这个整体由以上三类消费偏好构成,其关系可抽象为以下公式:

α+β+γ=1      (10)其中,α表示追求极致网络性能的偏好程度,β表示追求较高网络性价比的偏好程度,γ表示网络价格敏感的偏好程度,且α∈[0,1],β∈[0,1],γ∈[0,1];

302、1)假设最近过去的K天内,终端不断收集用户检测到的候选网络和切换历史信息,如果只检测未切换,则视为与本次挖掘无关的噪声,清除即可;假设在最近的K天内,用户总共完成z次切换,则定义集合B={bu|u=1,2,...,z}表示用户切换的次序;定义集合C={Nc|c=1,2,...,m}表示用户在某次判决中所检测到的所有候选网络,定义集合D={dt|t=1,

2,...,h}表示某个网络的具体属性参数;由此可构建矩阵Y表示用户所有切换次序里,在所检测到的候选网络中所选择切换的网络,其中Yuc表示用户在第u次判决中所选择切换的网络c;

2)通过熵值法构造客观网络性能评分值;

303、做好以上准备工作后,构造决策树模型,以便得到符合定义的用户个性化消费偏好权重,决策树模型用于反映过去的某一次判决切换中,用户个性化消费偏好中的某一类偏好的一次潜在偏,当用户做了z次切换后,便可得到该用户在最近的K天内的消费偏好权重;

304、根结点中,集合E是终端判决时检测到的网络集合C,经过客观网络性能评分值sc降序后的集合,θ1是客观网络性能评分值阈值,其作用是在集合E中,选取评分值在这个阈值之上的网络,并令这些网络组成叶子结点,得到新的集合I,集合I表示本次判决中,极致性能的网络集合;若用户在本次判决中,选择了I集合中的网络切换,则认为用户本次切换,具有追求极致网络性能的潜在偏好,则变量v自增1,其中变量v表示用户追求极致网络性能的潜在偏好次数;

内部节点中,集合M是指集合E中不满足阈值θ1的剩余网络,并按照价格降序后的集合。

θ2为网络价格阈值,其作用是在集合M中选取价格小于等于θ2的网络,组成新的叶子结点,得到集合L。集合L表示低价格的网络集合。若用户判决中,选择了L集合中的网络来切换,则认为用户的本次切换具有网络价格敏感的潜在偏好,则变量p自增1,其中变量p表示用户对网络价格敏感的潜在偏好次数;

经过根结点和内部结点判断后,分别得到叶子结点I集合和L集合,以及追求极致网络性能潜在偏好次数o和价格敏感的潜在偏好次数p,所以根据集合运算,可得到叶子结点J集合。J集合表示在极致网络性能和价格敏感之间的折中选择的网络集合,若用户在判决中,选择该集合中的网络来切换,则认为用户该切换具有追求较高网络性价比的潜在偏好。变量q代表用户追求较高网络性价比的潜在偏好次数;

以上是对用户切换历史数据中一次判决的决策树模型分析过程,得到了用户个性化消费偏好的其中一类的一次潜在偏好,当用户做了z次切换后,便得到了该用户的所有潜在消费偏好次数,即v、p、q。再根据他们与总切换次数z的关系,可得到用户个性化消费偏好权重。

7.根据权利要求6所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述步骤302)构造客观网络性能评分值时,选取时延、抖动、带宽、丢包率4个参数作为判决依据,假设某次判决中,gct表示网络c的t参数的测量值,采用归一化处理得到处理值Gct,由此,可构建某次判决时的评价矩阵H为熵值法计算客观网络性能评分值步骤简化如下:①对矩阵H中每个参数计算信息熵;

其中,k=1/ln(m),pct表示t参数下第c个样本值占该参数的比重;

②计算信息熵冗余度rt;

rt=1‑et        (14)③计算参数权重wt;

④计算客观网络性能评分值sc;

8.根据权利要求7所述的一种异构无线网络中基于个性化消费偏好的垂直切换系统,其特征在于,所述判别选择模块结合预处理模块中获得的网络参数x1、x2、x3与数据挖掘模块中获得的用户个性化消费偏好分布α、β、γ,可构造自定义效用函数,其公式为y=αx1+βx2+γx3      (17)其中y为用户对于候选网络的综合效用值,其综合考虑了个性化消费偏好中三类偏好的分布情况,若在判决时,用户对m个候选网络的综合效用值集合为T={yi|i=1,2,...,m},选择综合效用值最大的网络为该用户的目标网络,即R=max{T}      (18)。