异构无线网络垂直切换技术

随着各种异构无线网络的相继出现,多种无线网络融合基础的垂直切换技术受到了学术界和工业界的广泛关注。因此,下一代无线网络(Next Generation Wireless Networks,NGWN)必须支持垂直切换技术以保证用户从一个网络切换到另一个网络或从一种传输媒体切换到另一种传输媒体时仍然保持已有通信的连续性。本文对目前垂直切换技术的基本思想及存在难点进行简要分析,同时引入一种使用多种判决因子的垂直切换判决策略,并对其核心思想及切换过程进行分析。     

一种适用于GMR-1与FDD-LTE系统间联合切换方法

针对陆地通信与卫星通信间切换研究较少以及其系统间切换研究不成熟的情况,首先对卫星通信GMR-1与陆地通信FDD-LTE间切换技术、切换方法进行了深入的研究,然后通过分析卫星通信与陆地通信各自具有的特点,提出了一种基于TOPSIS(逼近理想点排序法)的联合垂直切换判决算法。将网络的接收信号强度、带宽、时延、费用、满意度5个属性作为TOPSIS算法的输入,并引入切换定时器、总接收信号强度和持续时间进行切换控制,对输出网络进行切换判决,切换正确率得到了很大的提升。这种切换策略与基于滞后门限策略相比,平均切换次数降低,很好地避免了切换中乒乓效应,系统服务等级升高,用户的体验得到改善。     

模糊控制在垂直切换判决算法中的应用

为了满足用户的各种通信需求,垂直切换判决算法中考虑的因素越来越多,判决因素的增加,使得切换判决所需的时间延长,不能够实现快而有效的切换判决,影响了移动终端的实用性。并行模糊控制系统使得各判决因素同时进行模糊推理且大大减少模糊规则的数量,降低了切换判决的时延。把网络可用带宽、用户移动速度及网络的服务费用作为判决因素进入并行模糊控制系统,通过用户服务类型的不同,对各判决因素动态地计算相应的权值,同时各判决因素通过模糊控制系统的输出值与权值对应相乘相加,从而得到最优的切换目标网络。仿真结果表明,该算法增强了切换的准确性,减少了不必要的切换,增强了系统性能。     

异构网络垂直切换决策算法仿真

在异构网络无缝切换的研究中,切换判决是实现异构网络无缝切换中最为关键的一步。在不同接入网之间,为保证业务连续性,需要考虑终端及网络的多方因素,进行综合判决,选择最合适的网络进行接入。以往的垂直切换决策算法普遍存在一些未解决的问题,如考虑的判决因素不全面,决策权值太过主观,对不确定性因素难以描述,算法复杂度和性能无法很好的权衡等。为进一步提高算法性能,针对WLAN/UMTS的异构无线网络环境,提出一种更客观科学的垂直切换决策算法。并用Matlab/Simulink平台进行仿真建模,通过和传统的决策算法的对比分析,验证改进算法的有效性。仿真结果表明,新算法能及时准确地切换至最优网络,各网络负载均衡,且减少了不必要的切换。     

面向网络收益的同步轨道卫星/蜂窝网络垂直切换算法

通过分析同步轨道卫星/蜂窝网络中影响垂直切换的决策参数,考虑终端移动速度,提出一种面向网络收益的垂直切换判决算法NROV。NROV算法基于用户需求对决策参数权重进行设定并对候选网络评分,形成切换请求,然后采用动态规划方法最大化网络收益,获得最终的切换判决。仿真结果表明,相对于传统算法而言,NROV算法能在考虑用户满意度的同时,保证网络收益,提高切换成功率。     

一种考虑用户偏爱的无缝切换算法

当前,大多数垂直切换技术都是通过网络层和链路层信息做出切换判决的,然而这种切换判决并不全面,因为它对网络成本、服务类型的考虑不够全面,特别是很难满足用户偏好。提出了一种考虑用户偏爱的切换判决算法（FHMIPv6 with user Preferences,P-FHMIPv6）,通过应用层和网络层之间的切换判决模块来控制切换;结合多播和缓存等机制,来满足复杂网络环境下多种服务的切换要求;同时采用切换定时算法来提高切换性能。     

异构融合网络中的垂直切换机制研究

针对移动终端有限的电量以及现有垂直切换机制往往忽略终端电能因素,提出了基于终端能耗的垂直切换机制。网络发现阶段,提出一种自适应调整网络接口激活时间间隔的网络发现策略。切换判决阶段,对采样点进行预判决,减少进入后续模块的采样点;为实时业务和非实时业务分别设计相应的模糊逻辑处理方法;实时业务引入权重因子完成切换判决,非实时业务通过差值门限算法进行切换判决。仿真结果显示,相比传统策略,该机制在网络发现阶段能够降低网络发现时间,减少网络接口激活次数;在切换判决阶段能够降低掉话率,减少网络切换次数以及乒乓效应发生次数,具有有效性。     

异构融合机制下物联网联合垂直切换判决算法研究

随着移动通信技术的飞速发展,未来物联网移动信息通信场景将是由多种异构接入技术组成通信网络。本文通过研究无线网络的异构融合,对垂直切换及判决过程进行详细分析,以UTMS与WLAN两组异构网络融合为例,基于代价函数提出联合垂直切换算法,以满足物联网移动性管理的要求。     

跨层协作的两级垂直切换判决

在建构网络质量QoN概念的基础上,将跨层协作和两级判决相结合,提出一种新型的垂直切换模型,并给出了详细流程。仿真表明,该算法相对于传统算法而言,在切换时延和服务终端时延等指标上均有显著改善,从而证明了两级判决能优化切换流程,确保业务连续性。     

基于业务需求的速度自适应垂直切换算法

下一代网络(NGN)是一种采用不同无线接入技术的融合网络,在这种融合的网络环境中,不同无线接入技术间的垂直切换成为重要的研究课题。但是现有的垂直切换算法少有考虑用户业务对网络的实际需求偏好以及用户的移动性,大多以网络端的属性值作为切换判决指标。为了解决上述问题,提出了一种基于业务需求的速度自适应垂直切换算法,并通过速度因子以及网络属性因子矩阵来补偿因节点运动而对无线链路质量造成的损耗,自适应调整业务对网络属性因子需求的权重,从而支撑节点做出有效的切换判决,最终实现速度自适应的能更好地服务于应用业务的垂直切换。仿真实验表明,该算法能有效地克服乒乓效应,且与其他切换算法相比有较高的数据包吞吐率。     

异构无线网络中垂直切换算法的评测与改进

垂直切换作为多网融合的基础,受到了学术界和工业界的广泛关注.目前,相关工作主要集中于垂直切换算法的研究.但由于各种算法用于自身验证的仿真评测环境各不相同,因此无法公平地予以对比.从节点运动模型出发,提出了一组适合垂直切换算法的仿真评价模型.基于所提出的仿真评价模型,对常用的迟滞电平算法和驻留定时器算法进行了性能分析.在此基础上,提出了一种自适应垂直切换算法(self-adaptive vertical handoff algorithm,简称SAVA).仿真实验结果表明,该算法能够有效地提高垂直切换的性能.     

基于业务自适应的LTE切换优化机制*

为了减少时延、增加数据传输率,根据业务自适应特征,引入两种触发切换需求,分别从测量控制、切换判决和切换执行三方面对3GPP规范的LTE切换过程加以改进。根据基站邻居列表缩小测量范围,使用层次分析法进行多参数切换判决,在终端与源基站保持连接时进行与目标基站的同步接入。仿真表明此优化机制减少了切换延时,增加了数据传输速率,并有效地提高了切换效率和全网利用率。     

基于速度预测的异构网络切换算法

为高速移动的用户提供一种基于速度预测的异构网络垂直切换算法,使用场景如公路的直线路段.根据直线道路场景的特点,结合驻留时间算法设计了一种基于速度预测的垂直切换算法.该算法通过创建速度矩阵以及与速度矩阵相对应的权重矩阵,经过数学运算,求得下一时刻的速度和终端的位置,然后结合传统算法得到切换判决.由仿真得到,在相同的环境及可靠的信号强度下,与经典的算法相比较,新算法虽然增加了切换次数,但有效减少了切换延时.     

基于等效SINR的VLC与WiFi垂直切换算法

针对室内可见光异构通信网络中,现有切换算法无法感知不同网络服务质量,不能保证用户始终获得最优网络服务的问题,提出一种基于等效SINR的VLC（visible light communication,可见光通信）与WiFi垂直切换算法。算法将达到相同最大传输速率作为转换条件,把VLC SINR转换为等效的WiFi SINR,在此基础上实现切换触发和判决。首先,根据目标网络和服务网络SINR差值与设定切换门限的对比结果进行切换触发;然后,考虑到VLC易受遮挡干扰影响的特点,引入驻留定时器进行切换判决,保证判决准确性。仿真实验表明,该切换算法能保证用户接入到提供最大传输速率的网络中,并且对于不同VLC网络布设和室内光环境影响都具有较好的适应性,更加适合室内融合VLC异构通信网络。     

基于演化博弈论的功率控制和垂直切换研究

基于演化博弈论分别构建了无线资源管理中功率控制和垂直切换的形式化模型,设计了一种基于定价机制的功率控制收益函数,根据3GPP对无线通信业务的分类,将切换判决过程划分为4个不同层次,降低了切换决策的复杂性,定义了目标网络的代价函数,将网络参数划分为成本型参数和收益型参数两类,并对其进行归一化处理,实现了异构网络参数比较的公平性.证明了功率控制博弈和垂直切换博弈中存在唯一的演化稳定策略,给出了基于演化博弈论的功率控制算法和垂直切换方案.仿真结果表明,给出的功率控制算法减少了网络中隐终端的数目,提高了网络容量;垂直切换方案既可以减少切换发生的频率,增加网络选择的准确性,又使运营商与用户之间的利益得到平衡.     

GEO卫星与地面移动通信网络多覆盖下切换研究

通过分析GEO卫星与地面移动通信网络多覆盖下的信号分布特点和终端运动特点,提出了终端在通话过程中切换次数的估计方法.利用切换过程中产生的信令数目、切换延迟、信号质量和丢包情况建立了切换代价模型,以量化切换对通话质量的影响.在此基础上提出了基于代价估计的切换判决算法.仿真结果表明,该算法相比于传统算法,能显著降低高速终端的切换次数和切换延迟,提高了切换效率.     

基于运动趋势的自适应垂直切换算法及其性能评价

采用不同的无线接入技术的多种网络的融合可以提高无线传输性能,为移动用户提供随时随地的网络连接.垂直切换是异构无线网络相互融合的基础.在垂直切换过程中,切换判定是一个非常重要的环节,直接决定切换性能.文中给出了常用的迟滞电平算法和驻留定时器算法中切换判定条件的形式化表达,并对其进行了性能分析.在此基础上,提出了一种自适应的垂直切换算法,通过分析节点的运动趋势,自适应地调节切换触发条件,有效提高垂直切换性能.所涉及的运算均为初等计算,算法简单,适用于低能量、低运算能力的移动设备.仿真实验表明,该算法的综合性能优于迟滞电平算法和驻留定时器算法.     

基于IMS的移动多媒体广播时移业务的网络切换研究

介绍了基于IMS的移动多媒体广播时移系统并分析时移业务在移动环境下的网络切换问题,提出了保障无缝切换的水平切换和垂直切换方案,并描述了基于SIP的网络切换信令流程.     

位置功率联合判决的高铁通信越区切换算法

随着我国铁路运输现代化进程的加快,高铁列车对通信信息技术的需求日益提升。越区切换是高铁无线通信移动性管理的重要部分,对提高通信质量和运营效率、确保运营安全具有重要意义。针对高铁列车切换性能差、乒乓切换率高的问题,提出一种位置功率联合判决的越区切换算法。以切换阈值作为约束条件并借助信道模型和测量信息计算得到最佳切换带,利用高铁列车的单向移动特点简化位置信息并优化切换流程,以有效避免乒乓切换现象。考虑到车载多中继节点对切换触发位置的判决误差之间存在相关性,构建代价函数筛选最优的预测参数,采用加权统计线性回归方法预测判决误差并加以纠正,使得切换位置收敛于最佳切换点。仿真结果表明,相对A3算法、距离触发算法,该越区切换优化算法能有效降低乒乓切换率,在列车速度为350 km/h时越区切换成功率达到99.5%以上,其能够提高通信系统的可靠性,推动列车提速并保障行驶安全。     

TD-LTE与TD-SCDMA切换判决机制的探究与仿真

不同网络之间的切换问题是网络间互操作的重要组成部分,尤其是当前备受关注的TD-LTE与TD-SCDMA的切换问题。该文在对常规切换机制剖析的基础上,通过详尽的理论分析,根据现有切换机制的不足,提出了新的切换判决算法机制。新机制中结合了多属性切换判决中的层次分析算法和二维函数收益法,考虑了移动用户的业务喜好,并使用Matlab搭建了网络模型着重针对数据业务进行仿真,根据不同的网络收益值来实现切换的选择,验证了数据业务切换判决算法的有效性。