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。     

异构网络垂直切换判决策略研究

在异构无线网络中,垂直切换是实现无缝切换的关键环节。本文通过分析垂直切换判决因素和切换判决所面临的难题,对现有的主要判决策略进行了研究和分析,并提出了进一步研究的方向。     

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。     

基于移动预测的垂直切换算法

无线信道是时刻变化的,连接质量也是不稳定的。为此,提出了一种基于接收信号强度(RSS)的移动预测算法,对无线连接质量做出预测以决定是否触发切换、什么时刻触发切换。该算法利用最近一段时间内获得的RSS抽样值,根据RSS的整体变化趋势,得出终端相对于接入点的移动方向、移动快慢、在接入点覆盖范围内的滞留时间等信息。为了评估其性能,考虑终端穿越无线接入点覆盖边缘的情况,仿真结果表明,这种方法可以有效减少不必要的切换次数,增大平均数据传输速率。     

异构网络的垂直切换仿真建模及其性能评估

针对无线网络的异构化趋势,对WLAN和UMTS形成的异构网络进行扩展,使其包含WLAN, WiMAX和UMTS 3种网络。基于介质独立切换对扩展后异构网络中的垂直切换进行仿真建模。评估切换时延、切换期间的丢包数目和网络使用效率,结果表明,链路即将断开（LGD）方式的切换时延小于链路断开（LD）方式,且丢包数较少,网络使用效率随着功率强度门限系数的增大而降低。     

异构网络的垂直切换仿真建模及其性能评估

针对无线网络的异构化趋势,对WLAN和UMTS形成的异构网络进行扩展,使其包含WLAN, WiMAX和UMTS 3种网络。基于介质独立切换对扩展后异构网络中的垂直切换进行仿真建模。评估切换时延、切换期间的丢包数目和网络使用效率,结果表明,链路即将断开(LGD)方式的切换时延小于链路断开(LD)方式,且丢包数较少,网络使用效率随着功率强度门限系数的增大而降低。     

移动互联异构网络下多终端协同的垂直切换决策算法

针对移动互联网用户的多终端协同的垂直切换问题,提出一种UMTS与WLAN异构网络环境下的多终端协同的垂直切换决策算法,其包含切换时间判断与多终端协同算法。首先利用模糊逻辑判断网络切换时机,然后综合考虑主观因素和客观因素,采用AHP（Analytic Hierarchy Process）合理定义权值并结合TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution）实现不同接入策略的性能评价,为用户提供最佳QoE（Quality of Experience）的多终端协同方案。实验结果表明：所提方法和基于迟滞算法相比,切换次数平均降低7.9次,切换失败率平均降低2.25%;网络选择结果与应用需求和用户需求保持较好的一致性。实现了多终端协同用户在异构网络环境下高效实时的垂直切换。     

一种支持IMS异构网络的垂直切换算法

为解决IMS异构无线网络的切换时延问题,设计一种IEEE 802.21定义的媒介无关切换标准与IMS架构相融合的方案,并在此基础上提出一种多路径冗余传输切换算法,采用马尔科夫决策过程实现在IMS异构网络中的无缝切换。NS-2仿真实验结果表明,该算法与传统垂直切换算法相比,在切换过程中的有效数据传输率、切换次数及切换稳定性均显示出一定优势。     

下一代高速铁路异构网络切换安全认证

近年来,随着高速铁路无线通信技术的快速发展, GSM-R无线通信系统将逐步向LTE-R系统演进。在此演进过程中存在GSM-R和LTE-R长期共存的局面,如何实现高速铁路无线通信异构网络之间的快速切换和安全认证成为铁路无线通信研究的热点问题。针对高速铁路无线通信异构网络切换认证过程中,存在安全性低和认证开销高等问题,提出了一种适用于下一代高速铁路异构网络的轻量级切换安全认证方案。首先,采用哈希函数等操作生成切换请求Token和异构网络切换认证码PASS,实现了用户身份匿名性和可追溯性等安全要求,并且高速列车无需多次注册就可实现异构网络间的无缝切换。其次,设计了基于椭圆曲线密钥交换的轻量级切换算法,完成了高速列车与目标基站的相互认证和密钥协商,降低了计算开销和通信开销,实现了会话协商密钥的前后向安全性。最后,采用形式化方式BAN逻辑进行了安全性验证,并使用朔黄铁路LTE-R线路实测数据进一步对本文所提方案的有效性进行了验证,分析得出所提方案能够满足可追溯性、匿名性、抗伪装用户攻击、抗中间人攻击和抗重放攻击等安全特性。性能分析表明,本文方案在通信开销和计算开销方面较比较方法性能更优,能够满足...     

一种无线异构网络的自适应垂直切换算法

针对移动节点在异构网络间切换性能不理想的问题,提出了一种自适应主动预测的垂直切换算法。采用一种面向当前应用程序的代价函数对可接入网络进行评估与选择;根据稳定周期、移动节点的运动速度及所处位置来自动调整切换执行时间,使移动节点能自适应地进行切换判决。仿真结果表明,该算法可以有效地减少切换延迟、分组丢失及切换次数,提高系统的切换性能,改善业务的QoS。     

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。     

一种异构无线网络的垂直切换方案

针对异构网络环境下的垂直切换决策问题,提出了一种使用IEEE802.21 MIH标准进行数据传输的改进TOPSIS切换决策方案。引进了联系数和IEEE802.21 MIH的概念,基于[a+bi]型联系数提出了一种新的权重确定方法以及模糊属性指标表示方法,据此对传统的TOPSIS决策算法进行了改进。基于IEEE802.21 MIH标准对切换过程和数据结构进行了分析和构建。用具体实例对算法的正确性进行了验证并与以往的算法进行了比较分析,结果证明,该算法与以往算法相比更加合理、准确。     

Providing security vertical handoff in SARAH for heterogeneous networks

Vertical handoff is one of the most important issues in the heterogeneous networks. While Lee et al. introduced a selective advance reservations and resource-aware handoff direction (SARAH) mechanism in order to provide a fast and efficient handoff with combination of layer 2 (L2) and layer 3 (L3) communications, there was a drawback that there was no consideration of handoff between heterogeneous network. In this paper, we improve the mechanism by providing security functions such as the neighbor-mapping server that binds IP address and MAC address with security support. At first, we discuss security issues in SARAH and proposed enhanced protocol. Finally, we show simple implementation results of our design in order to verify the practical aspects of our design.     

异构无线系统中一种改进的垂直切换方案

针对异构无线系统垂直切换需要综合考虑多种因素的特点,提出了一种改进的垂直切换方案。方案首先考虑网络费用,对原方案的代价函数进行改进。然后根据电池电量,分别采用不同的切换方法。最后将切换语音呼叫留在原网络,以达到减小频繁切换的目的。仿真结果表明,本方案较原方案很好的减小了系统阻塞率、平均切换次数和平均通话费用,有效提高了系统性能,具有现实意义。     

异构无线网中面向QoS的马尔可夫选择策略

针对移动终端在异构网络环境下,需要在垂直切换过程中进行网络选择的问题,提出一种面向QoS的马尔可夫选择决策算法,通过对算法模型合理化构建过程与异构环境特点的紧密结合、报酬函数的正确定义与求解,可以为用户选择合适的接入网络,最大程度地满足在异构网络环境中用户QoS的长期效益。仿真结果表明,该算法可以有效提高判决水平,改善业务的QoS。     

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。     

基于移动用户位置预测的垂直切换算法

针对异构无线网络环境中现有垂直切换算法存在难以实现移动用户接入网络的无缝切换,无法向用户提供稳定通信服务的问题,提出一种基于移动用户位置预测的垂直切换算法。首先利用用户移动轨迹的相似性,使用用户轨迹数据离线训练LSTM模型以学习各用户普遍具有的移动规律;然后在线加载LSTM模型进行用户位置预测,从而使用模糊逻辑分析计算下一时刻用户对应候选网络的回报值,并选取回报值最高的网络进行切换。实验结果表明,该算法与已有垂直切换算法相比,在不同的用户移动速度和用户规模条件下的切换次数、切换失败次数和切换时延均有明显下降,内存消耗较低,能够实现无缝切换。     

基于能效的异构无线网络联合切换调度和资源分配算法

在宏蜂窝和微蜂窝并存的异构无线网络中,为了提高系统能效,提出了一种联合切换调度和资源分配(JSRA)算法。首先,利用基于微基站睡眠的集中式切换调度算法(CUSA)来确定用户的关联基站,CUSA将微基站用户全部切换到宏基站是否能减少功耗作为判断微基站睡眠的准则;然后,基站采用基于最优信道质量的子载波分配调整(BCSA)算法为用户分配子载波和传输功率,BCSA算法通过调整最大能效用户和最小能效用户之间的子载波分配,保证网络能效逼近最优解。理论分析和实验仿真表明,同单独考虑用户切换或资源分配的三种算法相比,JSRA算法复杂度偏高,但是在用户数为120时网络功耗最多降低44.4%,用户总速率只比一种对比算法略有下降,最多提升80%,网络能效最多提升200%。实验结果表明,JSRA算法能够有效提高异构无线网络的网络能效。