基于加速度预测的异构网络切换算法

本文为高速移动终端提供一种基于加速度预测的异构网络垂直切换算法,使用场景如高速公路的直线路段.利用加速度预测算法得到下一采样时刻的速度,将预测速度与采样时间相乘得到终端运动距离,然后将所得到的运动距离与当前终端的位置进行矢量叠加得到下一时刻的位置.最后利用距离与信号强度之间的关系分别对下一采样时刻的WIMAX网络和LTE网络的信号强度进行预测.根据预测到的信号强度,结合经典的基于驻留时间和迟滞电平算法,提出了一种有效解决乒乓效应和切换延时的异构网络切换算法.通过实验可得,相比较于传统基于驻留时间算法,本算法在保证信号强度可靠的前提下,能减少约10%切换的次数,并降低切换延时.     

基于多业务的移动性垂直切换算法

针对异构网络环境下紧耦合方式中的网络切换问题,提出一种结合通信业务和运动感知的切换算法。根据终端移动性初步筛选出候选网络集,依据终端多业务特性从候选网络集中选择出最优网络进行切换。在不同业务下与基于运动感知的切换算法进行实验对比,结果表明,该算法既能避免不必要的切换,又能降低切换阻塞率。     

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。     

基于预判决和改进灰关联的异构网络切换算法

传统异构网络切换算法容易引起乒乓效应和切换准确度不高等问题; 同时,现有异构网络切换算法存在网络属性权重确定不合理问题,容易增加不必要的切换次数。因此,针对异构网络切换算法判决不准确带来的乒乓效应问题进行了研究,提出了一种基于差值门限比率和改进灰色关联分析相结合的异构网络切换算法。首先采用差值门限比率进行预判决,初步确定网络是否切换;再利用改进灰色关联分析算法选取目标切换网络,从而决定是否切换网络。搭建了WLAN和UMTS融合的异构网络环境,采用了MATLAB、OPNET等仿真工具。仿真结果表明：该算法有效提高了网络切换判决的准确性,减少了网络切换次数,降低了网络切换失败率。     

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.     

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。     

一种SAE异构网络中的预测辅助切换判决算法*

针对3GPP R8中基于SAE（system architecture evolution,系统演进架构）的全IP异构网络,提出一种预测辅助的切换判决算法。以往的算法没有考虑移动终端高速运动时对切换效果的不利影响,在此算法中首先提出了一种最大速度的预判决方法,然后根据信号接收强度的历史信息,合理运用卡尔曼滤波预测算法对下一抽样时刻作出快速、准确预测,使移动节点可以对切换触发时机作出准确判断。仿真结果表明该算法提高了切换中的整体性能,并有利于系统运行效率的提升。     

基于SDN架构的垂直切换算法

针对当前大部分垂直切换算法采用分布式局部寻优策略,容易导致网络拥塞的问题,提出一种基于软件定义网络(softwaredefinednetwork,SDN)架构的垂直切换算法。利用SDN获得全局网络状态信息,设计模糊逻辑控制模型对网络多属性参数进行归一化决策处理与收益计算,结合二阶马尔可夫模型预测未来全局网络的实际状态,实现异构无线网络的集中控制与切换决策。实验结果表明,所提算法在节点移动的动态性条件下能获得较优的切换性能,可以满足异构无线网络通信的切换需求。     

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。     

长期演进切换中的TCP性能改进

针对长期演进(LTE)网络中切换引起的TCP数据包乱序问题,提出了一种动态超时重传计时器(RTO)算法——DRTO。DRTO算法的核心是利用TCP数据包的序号来区分新旧数据包,通过新旧数据包序号的差值来取代以往计算传统RTO时很难确定的乘积因子。该算法不需要对切换机制进行修改,就可以解决用户切换完成前接收的数据包(源基站接续转发的数据包)与切换完成后接收的数据包(服务器发送的数据包)的乱序问题。最后,在NS-2仿真平台下,分析比较DRTO算法与传统RTO算法。仿真结果表明,在吞吐量、重传数据包个数和时延三个性能指标上,DRTO算法均优于传统RTO算法。     

移动云计算的任务迁移方法

移动设备在移动过程中受到网络波动的影响很大,由于工作流中任务会传输到云端执行,会带来传输与接收的能耗,再加上所处云域中微云受到不同请求数、剩余资源等因素的影响,造成了微云响应延迟、任务等待执行时间延迟和网络活跃能量损耗,再加上异构网络对数据传输造成的切换延迟影响,使任务迁移延迟更加严重,所以在上传与接收阶段采用延时传输的策略,在保证总完成时间的基础上减少传输时间;在任务迁移阶段提出了微云跳跃选择算法和网络切换算法相结合的MJSA-NHA算法,通过跳跃选择找到合适的微云以减少不必要的响应与等待延迟,并且通过切换网络空闲—活跃状态减少网络能量损耗;并在延时传输基础上加入移动速度调节算法(MSAA),在发生网络变化过程中变换移动设备的速度,这样可以在减少网络切换次数的同时减少网络切换延迟。实验结果证明,延时传输策略比Random算法在总完成时间和移动端总能耗问题上优化了很多;MJSA-NHA比MuSIC算法、task delegation和code-offloading在迁移时间上分别优化了66%~86%、36%~56%和5%~8%,在能耗方面分别优化了56%~78%、25%~46%和6%~8%;MSAA比MuSIC算法、task delegation和code-offloading在网络切换延迟上优化了50%。     

3GPP LTE系统中结合位置预测的切换算法

针对3GPP LTE系统中因频繁切换而导致的系统吞吐量降低的问题,提出了基于用户运动机制及其方向改变概率的预测模型,并将其与标准的长期演进(LTE)切换算法相结合。模型使用方向改变概率计算各个可能位置的接收信号强度的权重,再求和得到预测的接收信号强度。经过仿真对比,使用结合位置预测的切换算法后,切换次数没有明显变化,但系统吞吐量有所提高。相比于传统的数据挖掘预测模型,提出的预测模型效果更好。     

基于网络协调器高效切换的太赫兹无线个域网接入协议

针对现有的太赫兹无线个域网（THz-WPAN）相关接入协议涉及到的网络协调器（PNC）切换流程不够完善、存在传输冗余信息和较为明显的时隙资源浪费问题,提出一种基于PNC高效切换的太赫兹无线个域网接入协议（PCHEH-AP）。PCHEH-AP通过利用删除指定节点冗余信息、切换先确认以及PNC切换自适应时隙分配等新机制优化了PNC切换流程,提高了信道利用率,减少了数据时延,使得PNC切换更加合理和高效,能够更好地适应于太赫兹无线网络高业务量的需求。仿真结果表明,相比IEEE 802.15.3c定义的协议及HTLL-MAC协议,PCHEH-AP的数据时延至少降低了8.98%,MAC层吞吐量也提升3.90%。     

低轨卫星网络支持飞机用户的切换管理算法

为解决低轨道卫星通信系统支持高速飞行的飞机用户无缝接入问题,基于动态多普勒频移技术,提出一种支持高速飞机用户的卫星网络切换管理算法.在分析低轨道卫星网络覆盖地面低速用户特性的基础上,针对飞机用户高速运动和卫星自身高速移动的特点,就处于低轨卫星覆盖下的飞机用户进行星间切换的管理算法深入分析,对算法原理及切换过程进行详细的阐述,并通过建立数学模型推导出飞机用户发生卫星切换的时刻和位置的数学表达式.最后,以类Teledesic系统为例,就该算法中切换门限值的选取对卫星系统性能及服务质量的影响进行仿真分析,证明了该算法的有效性.     

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。     

IEEE 802.21-based seamless multicast streaming with dynamic playback control

With the explosion of video streaming available on the Internet, online multimedia applications become more popular in our days and the video quality of the Internet multimedia applications is directly affected by the network transmission state, which will be worse while switching the ongoing network connection from one wireless interface to another heterogeneous wireless technology, such as IEEE 802 families, UMTS (universal mobile telecommunications system) network and 3GPP LTE (3rd generation partnership project-long term evolution). In order to perform seamless handover between heterogeneous wireless networks, IEEE group proposed the “IEEE 802.21 standard” and defined a middleware function called “media independent handover function (MIHF)” to smooth the handover. In this paper, a dynamic playback control for multicasting streaming based on IEEE 802.21 is proposed to reduce the influence of handover between heterogeneous networks. In addition, we evaluate three different rate modes for seamless multicasting streams. The simulation results show that different playback frame rate modes, including the usual, incremental and linear modes, can achieve different video quality and can extend the playing time for handover video playback.     

OFDMA系统中的多业务接入控制算法

提出一种针对分析正交频分多址接入(OFDMA)系统的改进多业务接入控制算法。OFDMA系统为用户提供一定数量的子载波进行传输,通过压缩原信道带宽或传输速率,降低原信道上的业务服务质量,从而提高小区内可使用的信道数量。仿真结果表明,与传统信道预留算法相比,该算法可提高信道资源利用率,降低目标小区的切换呼叫阻塞率和新呼叫阻塞率。     

移动卫星网络中的星间链路切换保护算法

星间链路切换将严重影响卫星网络的通信性能，需要对切换链路加以保护，这方面的研究目前还很欠缺。该文针对星间链路切换的特殊性，给出了一种基于本地恢复模式的卫星网络切换保护算法，为星间链路切换提供快速恢复。仿真表明，算法不仅可有效地保证切换业务通信的连续性，还具有备份路径数目小、网络资源浪费少的优点。     

NEMO网络在PMIPv6中的实现及快速切换方案

针对网络移动性（NEMO）基本支持方案（NBS）中NEMO网络切换时延过长的问题,提出一种NEMO网络在代理移动IPv6（PMIPv6）中的实现方案,并针对其切换流程进行了进一步优化。新方案通过缩减经无线链路传输的切换信令条数以及提前建立数据转发隧道,实现了移动网络的快速切换。分析结果显示,新方案的标准切换流程和快速切换流程比NBS方案的切换流程分别减少了56.55%和58.63%的切换时延。