
技术摘要:
本发明提供一种室内环境下的网络切换方法、装置、电子设备及介质。所述方法包括:获取MT的终端上下文信息、对应的用户上下文信息以及当前接入网络的网络上下文信息;所述网络上下文信息包括网络动态上下文信息和网络静态上下文信息;根据所述终端上下文信息、用户上下 全部
背景技术:
5G固移融合网络(5G-FMC)是以5G网络为基础,融合多种无线接入技术而形成的一 个异构网络。该网络利用同一核心网(CN)提供的服务和用户相关信息,管理不同的无线接 入方式,使得网络能够为用户提供不同类型、无处不在的服务。 然而,不同的业务具有不同的体验质量(QoE)要求。比如,传统流式业务典型的应 用场景是向用户提供各种清晰度的视频,时延和吞吐量属性起到关键影响作用,误码率次 之。在5G网络中,增强移动宽带(eMBB)场景下的8K、虚拟现实(VR)、全景视频的传输带宽需 求超过100Mbps,16K-32K VR全景视频的传输带宽需求更是高达1-4Gbps。对于实时内容的 交互式业务,如超可靠低时延通信(uRLLC)场景下的VR社交和VR实时操控,为保证交互的基 本的流畅性,网络传输时延不能大于20ms;而对于极致的VR交互体验,端到端时延应小于 20ms,网络时延则需要降低到10ms以内,甚至5ms。对于非实时内容的交互式业务,如6自由 度(6DoF)场景,网络时延基本要求是20ms。 为了使用户能够自由地在多个网络间随时访问具有不同服务要求的应用程序,并 提供增强的QoS和用户满意度。其中,多种网络之间的切换管理过程是作为解决该问题的重 要技术之一而被广泛研究。切换管理方案分为三个阶段:切换测量,由MT(移动终端)负责监 视当前接入网络的服务质量并扫描其附近的可用网络进行网络发现,以进行信息收集,其 后是切换决策,其中包括切换发起和网络选择过程及其相应的算法,最后是切换执行。 在切换测量阶段,MT需要以一定的周期监测当前网络的性能,以便评估其服务质 量(QoS)。若该周期较大,MT将不能及时地感知网络的变化;反之,会增加MT的能耗。因此,当 前有一些研究着重于该周期的设定,部分研究人员提出了根据网络状态(如信号强度变化) 自适应调整监测周期的方案。然而,该方案仅能根据网络性能被动地对监测周期进行调整, 忽视了用户偏好对网络需求的影响,产生不必要的监测能耗。 在切换决策阶段,现有的基于移动性预测的技术一般通过分析用户的移动特性, 建立移动模型预测用户位置,进而结合预测位置提前选择下一个接入网络。但是,用户在不 同的网络中的停留时间分布并不均匀。换句话说,由于不同的网络覆盖范围有限,以及用户 在室内区域运动受限,其不规则运动会明显增加,人们可能在预测的目标接入网络中停留 的时间很短。显然,这样切换过程不是必要的,因为它们耗费了大量的资源,并产生大量的 开销,但只得到很短时间的服务,频繁切换导致了网络切换时延和系统开销的增加。复杂的 网络拓扑结构以及多变的用户行为使得网络对用户真实切换意愿的预测更加困难。比如, 当用户按不规则方向运动时,基于运动趋势的预测方案会因为室内区域运动受限而增加预 测错误概率,引起乒乓切换并增加了切换时延。当用户运动按不规则运动状态运动时,基于 历史移动轨迹信息的预测方案会因为在短时间内不断地切换至不同的网络而增加切换时 5 CN 111586777 A 说 明 书 2/16 页 延和系统开销。并且,此方案需要获取当前场景的用户历史轨迹信息,对于未知历史轨迹信 息的情况,如新场景或新用户来说将不再适用。 总而言之,现有的基于网络性能自适应调整MT监测周期的方案,忽视了用户偏好 对网络需求的影响,进行了一些不必要的频繁监测,增加了MT能耗。现有的基于移动性预测 的切换触发决策方案,比如基于运动趋势和历史移动轨迹信息,由于不规则运动状态造成 的更多错误预测引起不必要的网络切换,增加了MT切换时延,从而影响用户QoE。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种室内环境下的网络切换方法、装置、设备及 存储介质,以解决不必要的频繁监测增加MT监测能耗的问题,以及在保证用户的平均QoE的 前提下,减少MT不必要的网络切换。 基于上述目的,本发明提供了一种室内环境下的网络切换方法,包括: 获取MT的终端上下文信息、对应的用户上下文信息以及当前接入网络的网络上下 文信息;所述网络上下文信息包括网络动态上下文信息和网络静态上下文信息; 根据所述终端上下文信息、所述用户上下文信息和所述网络动态上下文信息,确 定所述MT的监测周期; 根据所述监测周期,对所述当前接入网络的网络动态上下文信息进行监测,以确 定是否触发可用网络发现过程; 若是,则根据所述终端上下文信息和所述网络上下文信息,检测是否对所述MT当 前接入网络进行切换。 进一步地,所述终端上下文信息包括当前业务类型、终端电量和终端移动速度,所 述用户上下文信息包括当前行为模式类型和当前业务关联的用户常用网络; 所述根据所述终端上下文信息、所述用户上下文信息和所述网络动态上下文信 息,确定所述MT的监测周期,具体包括: 若所述终端电量低于电量阈值,则确定所述监测周期为第一周期; 若所述终端电量高于所述电量阈值,则检测所述当前业务类型是否发生变化,若 否,则确定所述监测周期为第二周期,若是,则根据所述当前行为模式类型、所述用户常用 网络、所述终端移动速度和所述网络动态上下文信息,确定所述监测周期;所述第二周期小 于所述第一周期。 进一步地,根据所述当前行为模式类型、所述用户常用网络、所述终端移动速度和 所述网络动态上下文信息,确定所述监测周期,具体包括: 检测所述当前接入网络是否为所述用户常用网络; 若是,则确定所述监测周期为所述第一周期; 若否,则检测所述当前行为模式类型是否属于室内活动模式,若否,则确定所述监 测周期为所述第一周期,若是,则根据所述终端移动速度和所述网络动态上下文信息,确定 所述监测周期。 进一步地,所述网络动态上下文信息包括接收信号强度; 所述根据所述终端移动速度和所述网络动态上下文信息,确定所述监测周期,具 体包括: 6 CN 111586777 A 说 明 书 3/16 页 若所述终端移动速度大于第二速度阈值,且小于或等于所述第一速度阈值,则根 据第一周期计算公式,确定所述监测周期; 若所述终端移动速度等于所述第二速度阈值,则根据第二周期计算公式,确定所 述监测周期; 其中,所述第一周期计算公式为: 所述第二周期计算公式为: T为监测周期,v为终端移动速度,Tmax为第一周期,Tint为第二周期,vmax为第一速度 阈值,vmin为第二速度阈值,RSS0为当前接入网络的接收信号强度,RSSth1为第一信号强度阈 值,RSSth2为第二信号强度阈值,限定周期范围在第一周期和第二周期之间。 进一步地,所述网络动态上下文信息包括接收信号强度; 所述对所述当前接入网络的网络动态上下文信息进行监测,以确定是否触发可用 网络发现过程,具体包括: 检测所述当前接入网络的接收信号强度是否小于或等于第一信号强度阈值,若 是,则触发可用网络发现过程。 进一步地,所述网络动态上下文信息包括接收信号强度、带宽、时延、抖动和误码 率,所述网络静态上下文信息包括网络类型和资费信息;所述终端上下文信息包括当前业 务类型; 所述根据所述终端上下文信息和所述网络上下文信息,检测是否对所述MT当前接 入网络进行切换,具体包括: 根据所述网络动态上下文信息,分别计算所述当前接入网络的接收信号强度效用 值、带宽效用值、时延效用值、抖动效用值和误码率效用值; 根据所述带宽效用值、时延效用值、抖动效用值和误码率效用值,计算所述当前接 入网络的评估值; 根据所述网络静态上下文信息中的资费信息,计算所述当前接入网络的成本效用 值; 根据所述MT对应用户的优先级和当前业务类型,确定各效用值对应的预设权重; 根据所述接收信号强度效用值、带宽效用值、时延效用值、误码率效用值和成本效 用值及对应的权重,计算所述当前接入网络的QoE;同时计算各候选网络的QoE; 根据所述终端上下文信息、所述接收信号强度、所述评估值和所述QoE,检测是否 对所述MT当前接入网络进行切换。 进一步地,所述终端上下文信息还包括终端位置和终端移动速度; 所述根据所述终端上下文信息、所述接收信号强度、所述评估值和所述QoE,检测 是否对所述MT当前接入网络进行切换,具体包括: 检测所述当前接入网络的接收信号强度是否大于或等于第二信号强度阈值;所述 第二信号强度阈值小于所述第一信号强度阈值; 7 CN 111586777 A 说 明 书 4/16 页 若是,则在所述当前接入网络的评估值大于0时,不切换所述当前接入网络,在所 述当前接入网络的评估值等于0时,将所述当前接入网络切换为目标网络;所述目标网络为 所述MT的候选网络中QoE最大的网络; 若否,则根据所述终端位置和所述终端移动速度,判断所述MT当前是否位于出入 口区域,且朝向室外移动;若是,则将所述当前接入网络切换为目标网络;若否,则根据所述 终端位置、所述终端移动速度、所述接收信号强度、所述当前接入网络的评估值和所述QoE, 检测是否对所述MT当前接入网络进行切换。 进一步地,所述根据所述终端位置、所述终端移动速度、所述接收信号强度、所述 当前接入网络的评估值和所述QoE,检测是否对所述MT当前接入网络进行切换,具体包括: 根据所述终端位置,判断所述MT当前是否位于室内的常停留区域; 若是,则在当前终端移动速度为0,或者预设时长内终端移动速度变为0,或者预设 时长后所述当前接入网络的接收信号强度仍小于所述第二信号强度阈值时,检测所述当前 接入网络的QoE是否大于所述目标网络的QoE,若否,则将所述当前接入网络切换为所述目 标网络,若是,则不切换所述当前接入网络; 若否,则在所述当前接入网络的评估值大于0时,不切换所述当前接入网络,在所 述当前接入网络的评估值等于0时,将所述当前接入网络切换为目标网络。 本发明还提供了一种室内环境下的网络切换装置,所述装置包括: 获取模块,用于获取MT的终端上下文信息、对应的用户上下文信息以及当前接入 网络的网络上下文信息;所述网络上下文信息包括网络动态上下文信息和网络静态上下文 信息; 确定模块,用于根据所述终端上下文信息、所述用户上下文信息和所述网络动态 上下文信息,确定所述MT的监测周期; 监测模块,用于根据所述监测周期,对所述当前接入网络的网络动态上下文信息 进行监测,以确定是否触发可用网络发现过程;以及, 检测模块,用于在触发可用网络发现过程后,根据所述终端上下文信息和所述网 络上下文信息,检测是否对所述MT当前接入网络进行切换。 本发明还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处 理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现上述室内环境下 的网络切换方法。 本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其特征在于,所述非暂态计算 机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行上述室内环境下 的网络切换方法。 从上面所述可以看出,本发明提供的室内环境下的网络切换方法、装置、设备及存 储介质,能够获取MT的终端上下文信息,对应的用户上下文信息以及网络上下文信息,以确 定用户偏好、终端状态,改变MT监测当前接入网络的网络上下文信息的周期,从而降低MT不 必要的频繁监测产生的监测能耗,同时保证能够及时发现网络状态变化,进而根据所述监 测周期,获取所述MT的终端上下文信息和所述当前接入网络的网络上下文信息。在确定触 发可用网络发现过程后,同时获取可用网络的网络上下文信息,以检测是否对MT当前接入 网络进行切换,在保证用户的平均QoE的前提下,减少MT不必要的网络切换。 8 CN 111586777 A 说 明 书 5/16 页 本发明的有益效果:在切换测量阶段,本发明通过引入用户上下文自适应调整监 测周期,以根据用户偏好减少不必要的频繁监测降低产生的监测能耗。在切换决策阶段,本 发明通过判断是否位于出入口区域并结合运动趋势的方法以提高位置移动性预测的准确 性。本发明预测MT在非常停留区域时处于不规则、不稳定运动状态,只有当前接入网络能满 足应用正常运行的最低网络资源需求时,才发起切换。因此即使检测到各个网络QoE产生剧 烈变换,MT也不会在短时间内不断地切换至不同的网络,从而有效减少了乒乓效应。相对 的,本发明预测MT在常停留区域时处于长期相对稳定状态,通过判断MT是否位于常停留区 域结合运动速度、QoE判断是否进行网络切换。由于停留区离线获取,并且可以根据历史轨 迹信息以提高移动性预测的准确性,与根据运动速度、移动范围实时预测MT的停留时间或 者是否处于稳定状态的方法相比预测准确性更高,减少了系统开销。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为5G固移融合网络系统的架构图; 图2为本发明实施例提供的室内环境下的网络切换方法的流程示意图; 图3为室内网络覆盖场景示意图; 图4为本发明实施例中监测能耗的对比图; 图5为本发明实施例中用户平均QoE对比图; 图6为本发明实施例中MT室内随机运动示意图; 图7为本发明实施例中切换次数对比图; 图8为本发明实施例中用户平均QoE对比图; 图9本发明实施例提供的室内环境下的网络切换装置的结构示意图; 图10本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。