异构无线网络垂直切换方法研究

摘要

随着通信业务需求的多样化和宽带无线接入技术的迅猛发展，各具特色的无线接入网络的相继出现。多种类型不同的无线接入技术共存、优势互补，组成了重叠覆盖的异构无线网络，提供给用户多样的服务需求。异构无线网络的融合和互通保证了用户在移动过程的无缝漫游和会话连续性，是下一代无线通信系统的必然发展趋势。移动性管理是实现异构网络融合的关键技术，而垂直切换允许多模终端在移动过程中在不同时间具有接入到不同无线网络的能力，是移动性管理中的核心内容。
　　本文研究了几种主流的垂直切换算法，包括基于单一元素的判决算法、代价函数法、简单加权法、逼近理想方案的排序法、层次分析法、灰色关联分析法和模糊逻辑法，阐述了不同垂直切换算法的特点，分析了各个算法在多属性、有效性、灵活性和算法复杂度方面的性能高低。
　　基于在网络发现阶段以固定周期扫描无线信号存在着网络发现时间和终端功率消耗的矛盾，研究了基于周期自适应的垂直切换算法。在切换发起阶段，移终端根据接收信号强度（RSS）大小不断的调整扫描周期，使其自适应的根据信号质量调整扫描时长。进入切换判决后，首先采用优序图法得出各个判决指标的主观权重，再利用信息熵法得出客观权重，并对主观权重进行修正，得出最终的权重大小，最后用多属性判决算法选择性能最佳的网络进行切换。仿真结果表明，相比于传统的方法，新的垂直切换算法在减少功率消耗的基础上，能及时的发现新的网络，减少切换延迟。
　　在群垂直切换场景中，多个用户同时向网络发出垂直切换的请求，有可能导致网络拥堵并因此增加切换的阻塞概率。为了避免网络负载过重和合理地利用无线资源，本文研究了基于最大阻塞概率的群垂直切换算法。首先，根据网络能够忍受的最大阻塞概率得出在同一时隙进行切换请求的最多用户个数，接着，在切换判决阶段为了提高群切换后的系统性能，选择使得切换后整个系统平均传输延迟和丢包率最小的解作为判决结果。仿真表明，相比于基于随机延迟的群切换算法，本文的群切换算法减少了群切换时导致的阻塞，减少了切换后的平均传输时延和平均丢包率，提高了系统的整体性能。

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主要缩略语表

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 本文工作安排

第2章 异构网络融合与切换

2.1 无线网络的异构

2.2 移动性管理

2.3 切换技术

2.4 垂直切换算法

2.5 切换算法的性能比较

2.6 本章小结

第3章基于周期自适应的垂直切换算法

3.1 引言

3.2 周期自适应的网络搜索方法

3.3 切换判决算法

3.4 仿真分析

3.5 本章小结

第4章 基于最大阻塞概率的群切换算法

4.1 引言

4.2 系统模型

4.3 群切换算法

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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