异构无线网络中基于模糊逻辑的分级垂直切换算法

在异构无线网络中,针对综合考虑网络端和用户端参数的垂直切换算法,参数权重难以确定,同时基于模糊逻辑的垂直切换算法存在复杂度高的问题,该文提出一种基于模糊逻辑的分级垂直切换算法。首先,将接收信号强度(RSS)、带宽、时延输入到1级模糊逻辑系统,结合规则自适应匹配,推理出QoS模糊值,并通过QoS模糊值对网络进行初步筛选得到候选网络集;然后通过触发机制触发2级模糊逻辑系统,并将候选网络的QoS模糊值、网络负载率、用户接入费用输入2级模糊逻辑系统,同时结合规则自适应匹配,得到输出判决值,从而选择最佳接入网络。最后,实验结果表明,该算法能保证网络性能的同时,降低系统的时间开销。     

基于用户消费习惯多选权重的垂直切换算法

针对现有异构网络垂直切换算法未能充分考虑不同用户以及同一用户不同次通信对网络资源需求有所不同的问题,提出了一种基于用户消费习惯的多选权重垂直切换算法(MWVH)。算法通过计算用户近期实时业务和非实时业务消费的期望、方差以及消费频率动态改变候选网络切换利润函数中的指标权重,得到符合用户近期消费习惯的网络选择。     

基于区间标记判决的稳健垂直切换算法研究

在异构5G网络中,针对切换算法稳健性差引起的切换准确率低的问题,提出一种基于区间标记判决的稳健垂直切换算法.首先,引入中位值平均滤波法,获取更准确的网络参数.其次,基于参数波动特征分析,提出区间标记判决算法,保证候选网络筛选通过率和准确率的同时,提高区间标记判决算法的稳健性.再次,根据移动终端传输层需求,结合终端运动趋势,分别使用不同权值的效用函数获得最佳目标网络.最后,仿真结果表明,该算法能够有效提升切换触发和网络筛选的准确率,降低切换失败率和乒乓效应,提高系统吞吐量,并能够根据移动终端的需求选择最佳目标网络.     

超密集异构无线网络中基于移动轨迹预测的网络切换算法

随着5G技术的广泛应用，网络超密集化部署已成为必然趋势。超密集异构无线网络在实现网络高流量密度、高峰值速率性能的同时，给传统的网络切换算法带来了挑战，处于变速移动的终端会面临更频繁的切换问题，这将导致乒乓效应频率的显著提高，进而影响用户在网体验。针对上述问题，该文提出一种基于终端移动轨迹预测的网络切换算法，适用于各类型用户在高密度无线网络中的垂直切换和水平切换问题。首先，为了更高精度的移动轨迹预测，提出一种基于模糊核聚类和长短期记忆(LSTM)神经网络的预测方法，可以有效预测不同移动模式下用户终端的短时移动轨迹；之后，基于用户当前和预测位置，获取候选网络集合，通过候选集交运算法和指标阈值判断网络切换时机；当切换触发时，使用帝企鹅算法最优化网络选择。仿真结果表明，相比于其他类型的时间序列预测算法，该文提出的轨迹预测算法精度较高；同时相较对比算法，该文所提网络切换算法的切换次数适中，有效避免了乒乓效应，且提高了用户连接的网络质量。     

改善用户体验的垂直切换算法

针对由超密集异构无线网络的超高动态性而引起掉话率不断增长的问题,并考虑到以往基于模糊逻辑相关垂直切换算法的较大时间开销,该文提出一种改善用户体验的垂直切换算法。首先利用5G核心访问和移动管理功能发现终端附近的所有候选网络,同时,利用自组织网络技术的环境感知能力,随时监测网络的运行状况,主动维护网络之间的邻居关系表。然后,引入动态模糊神经网络(DFNN)算法来执行切换判决,将获取到的网络参数数据作为该系统的输入,动态生成对垂直切换有效的规则库,经学习之后,计算得到输出判决值,从而为终端选择最佳接入网络。最后,仿真结果表明,该算法能够明显改善垂直切换过程中的掉话情况,降低切换失败概率。同时,与其他同类算法的时间消耗相比,该算法能够维持在一个较低的水平。     

基于区间二型模糊神经网络的垂直切换算法

在超密集异构无线网络中,针对传统垂直切换算法无法同时描述网络状态的模糊性和随机性,导致网络性能得不到有效提升的问题,提出一种基于区间二型模糊神经网络的垂直切换算法.重构了两阶段判决算法:在网络预筛选阶段,定义了历史接入率,结合当前候选网络集的数目设置阈值.根据接收信号强度和剩余可用带宽,对用户接收范围内的所有网络进行初步筛选;再在垂直切换判决阶段,将剩余候选网络的时延,丢包率以及误码率作为区间二型模糊神经网络的输入,利用前馈神经网络的结构完成模糊逻辑推理,经训练之后计算得到输出判决值,从而选择最佳接入网络.实验结果表明,该算法能在保证时间开销较低的同时,有效降低切换决策的错误概率,减少切换失败和切换次数,提升网络总吞吐量.     

异构无线网络的自适应垂直切换判决算法

在未来的异构环境中,网络间的垂直切换将对QoS保证产生重要影响。针对移动终端在异构网络间切换不理想的问题,提出了一种自适应的垂直切换判决算法。采用基于用户多应用的代价函数对接入网络进行评估与选择,综合考虑移动终端当前的电池电量,判断当前业务是否需要进行网络切换,使移动终端能自适应地进行切换判决。仿真结果表明,该算法可以有效地延长移动终端的工作时间,减少乒乓效应,提高系统的切换性能,改善业务的QoS。     

一种LTE与WLAN间垂直切换新算法

为提高用户在异构网络中的服务质量(QoS),减少切换产生的乒乓效应,文中提出了一种LTE和WLAN网络垂直切换新算法。该算法考虑了衰落对接收信号强度(RSS)的影响,基于RSS选出目标网络,根据用户移动速度并结合代价函数选出最佳网络,代价函数中采用了层次分析法来确定时延、资费和用户偏好等参数的权重。仿真结果表明,文中所提的垂直切换算法有效降低了“乒乓效应”,并提高了通信网络的服务质量。     

集成Ad Hoc和移动蜂窝网络系统的切换算法

传统切换算法不能适应多准则切换的要求,基于多准则切换算法的实现越来越重要,必须发展新的技术来提高切换算法的有效性,在用户满意度和网络效率间形成平衡。智能和优化切换算法对像集成自组网(Ad hoc)和蜂窝网络结构的混合网络具有很好的适应性和鲁棒性,能够根据未来混合网络中的各种业务类型的服务质量需求、网络状态以及移动节点条件等多种因素的变化进行自适应切换,可以运用这些智能优化算法来进行更加有效的切换判决,从而提高系统的性能。更进一步的研究方向是在集成Ad hoc和蜂窝网络的环境下,使用智能或优化技术设计垂直切换算法来提高系统整体性能。     

异构无线网络中基于SINR和层次分析法的SAW垂直切换算法研究

B3G或者4G无线网络体系致力于集成各种异构无线接入网络,其中一个主要的设计课题是支持垂直切换的研究。该文将多属性QoS考虑在内,针对各业务特点,提出一种基于SINR(信干噪比)和层次分析法(AHP)的SAW(简单加权法)垂直切换算法(SASAW)。它综合考虑SINR的影响以及要获得同等数据速率情况下,目标网络需要的等效SINR数值、用户通信代价、网络可用带宽等来构造属性矩阵做切换判决。为了评估性能,考虑3GPP定义的4类业务,利用层次分析法中的特征向量法来决定各个QoS属性之间的权重关系,构造比较判决矩阵并检验其一致性;根据判决矩阵,利用特征根法获得权重向量;最后根据属性矩阵和权重向量,利用SAW垂直切换算法进行判决。通过对算法的通过率、丢话率、垂直切换次数、平均用户代价等的性能比较,结果表明该文提出的算法能够根据各业务特点综合考虑各属性间关系,获得优良的系统性能。     

Weighted Graph Based Clustering and Local Mobility Management for Dense Small Cell Network with X2 Interface

Along with the surge in mobile data, dense small cell network has become an effective method to improve system capacity and spectrum efficiency. However, because more small cells are deployed, the interference among dense small cells exacerbates. It also makes frequent handover for mobile users (UEs), which brings a great deal of signaling overhead to the core network. In order to solve the problems of interference and frequent handover, a novel clustering scheme for dense small cell network is proposed in this paper. The scheme is based on the weighted graph. First, we present a dense small cell clustering model based on X2 interface to minimize core network signaling overhead. To improve the usability of the model, we model the system as an undirected weighted graph. Then we propose the maximum benefit merging algorithm to reduce the complexity. This method enables adjacent small cells to cooperate and form virtual cellular cluster according to handover statistics information. Then we select cluster head (CH) according to certain rule in each cluster. Cluster head acts as the mobility anchor, managing the handovers between cluster members. This can reduce core network signaling overhead and the interference among small cells effectively. Compared with the 3GPP handover algorithm, the proposed clustering model in this paper can reduce the signaling overhead more than 70%. The simulation results show that the proposed clustering model can effectively cluster the dense small cell.     

基于卫星时变网络的时延受限最小费用路由算法

卫星网络是一种特殊的时变网络,其QoS路由问题比地面网络QoS路由问题更为复杂.本文利用卫星拓扑的可预测性,通过引入业务的中断概率和费用模型来描述链路切换对业务QoS以及网络的影响,并给出时延受限最小费用路由(SDCMCR)算法来解决在卫星链路时延长的情况下寻找满足时延限制条件且受切换影响最小的路径的问题,该算法可兼顾网络业务中断率和业务阻塞率等性能,且计算复杂度低,可适应星上设备处理能力的要求.仿真表明算法在计算复杂性、业务请求被阻塞的概率等方面都优于同类算法.     

超密集分簇网络中基于预测门限滞后余量可调的切换算法

在第五代移动通信(5G)系统中,大规模MIMO天线和超密集部署网络是实现高吞吐量的两种方式。针对超密集网络的切换管理的问题,该文基于网络分簇的思想提出了根据终端设备运动情况动态调节滞后余量的切换管理算法。在该算法中,基于小基站分簇化管理的前提,用户设备在小区间切换分为预切换和正式切换两个阶段,预切换阶段完成最佳目标小区选择、小区资源预留和预鉴权等操作,正式切换阶段根据预切换阶段监测的设备速度动态调节切换门限的滞后余量。仿真结果表明了该算法可以有效降低设备的切换时延和切换失败率。     

多网络共存下基于贝叶斯的垂直切换算法

针对目前的垂直切换技术普遍不能满足多网络下的切换问题,提出了一种改进的基于贝叶斯决策的垂直切换算法。首先根据接入终端网络的信号强度、网络负载、误码率和网络阻塞率以及用户业务对网络的实际需求偏好建立多条件相关的切换概率分布,计算出先验切换概率;然后通过贝叶斯决策算法计算出后验概率来进行判决比较,从而选取最优的接入网络。仿真结果表明,该算法不仅能有效地实现不同接入技术之间的垂直切换,从而减少不必要的切换,提高了切换成功的概率,而且还能在维持各网络平均负载达到30%~40%时减轻通信热点的阻塞情况,为用户提供更优的服务质量。     

异构网络切换判决算法的研究

随着移动通信技术的发展,不同接入技术的融合是通信行业的发展趋势,因此异构网络的的切换以及网络的选择已经成为了研究的重点.传统的异构网络切换算法仅仅考虑信号质量（RSS）的比较,不适用于复杂的异构网络.针对传统的切换算法进行改进,改进的新算法综合考虑目标网络信号强度（RSS）和目标网络负载,将网络移入和移出门限作为切换判决的首要条件,将网络负载作为切换判决的次要条件.通过建模仿真对传统切换算法和改进算法进行对比,分析结果得出改进切换算法在切换成功率和切换次数上都有所改善,能够有效地减少业务中断及乒乓效应,同时并未过度地提高算法的复杂度.     

Fast Handover Mechanism for Seamless Multicasting Services in Mobile IPv6 Wireless Networks

This paper proposes a fast handover mechanism to provide a seamless multicast service for Mobile IPv6 hosts. With the proposed Fast handover based on a Mobile IP-Multi casting (FMIP-M) protocol, the selection of a new multicast service method, service preparation, and initialization procedures are all performed during the fast handover period, thereby enabling a reliable and efficient multicast service. When mobile hosts move to other networks, they can encounter data loss, out-of-synch problems for multicast data, and multicast service exchange latency. Therefore, the proposed FMIP-M allows the new access router to select a suitable multicast service method according to the multicast service-related network conditions and supports a reliable multicast transmission by compensating for data losses from the previous access router. An analysis is conducted of the overheads associated with a fast multicast handover, including the signaling cost and multicast packet-forwarding cost, where the costs are formulated based on timing diagrams, and compared with a fast handover using Mobile IPv6. The performance analysis and numerical results confirm that the proposed FMIP-M provides a fast multicast handover and reliable service with a relatively small signaling cost and packet-delivery cost.     

Active overload prevention based adaptive MAP selection in HMIPv6 networks

Multi-level mobile anchor points (MAP) architecture is deployed in large-scale wireless/mobile networks using HMIPv6 to achieve better mobility service, while selecting the most suitable serving MAP for the mobile nodes (MNs) to enhance the whole network performance has been a critical issue. An adaptive MAP selection based on active overload prevention (MAP-AOP) hence is proposed. The MAP periodically evaluates the load status by using dynamic weighted load evaluation algorithm, and then sends the load information to the covered access routers (AR) by using the expanded routing advertisement message in a dynamic manner. Taking achieving the load balancing among the available MAPs, the current serving AR executes the active overload prevention to select MAP candidates for the MN pending a handover, and then adaptively selects an optimal one from the candidates by comprehensively considering the system cost and the average handover latency caused by each candidate. The simulation conducted on the NS-2 platform indicates that MAP-AOP outperforms the comparative MAP selection schemes with the optimized system cost and average handover latency, and better load balancing.     

A forward fast media independent handover control scheme for Proxy Mobile IPv6 (FFMIH-PMIPv6) over heterogeneous wireless mobile network

Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) is a networked-based handover protocol for the IP layer, i.e., the layer 3 mobility management protocol. In this work, we integrate fast handover and IEEE 802.21 Media Independent Handover (MIH) Services with PMIPv6 to improve the handover performance over the heterogeneous wireless network environment. Since it may have multiple candidate destination networks to which a Mobile Node can select for handover, it needs to consider not only the signal strength but also the corresponding networking situation for the proper selection of the next network. To reduce the packet loss situation, the multicast mechanism is adopted to forward packets to these candidate destination networks during the handover processing period. In this work, a Forward Fast Media Independent Handover Control Scheme for Proxy Mobile IPv6 (FFMIH-PMIPv6) is proposed based on the aforementioned concerns. Through the simulations for performance analysis, it shows that the proposed FFMIH-PMIPv6 can have better handover performance in terms of handover latency, packet loss rate and throughput.     

基于用户体验的VLC/WiFi异构网络切换算法

针对可见光通信(VLC)与WiFi组成的异构网络中的网络选择问题,现有工作大多仅关注实际物理网络指标的优化,如信干噪比(SINR)和吞吐量等,而忽视了终端用户的异构需求和服务体验。基于此,该文提出了一种以用户体验质量(QoE)为优化目标的网络切换算法。该算法首先基于平均主观评分(MOS)机制建立离散化的QoE等级模型,然后根据不同网络对应的实际QoE水平给出了相应网络切换准则,当且仅当新网络使得用户QoE等级提升时才进行网络切换,从而在一定程度减小盲目追求容量优化引起的网络切换开销。仿真结果表明,该算法相比现有算法能够在保证QoE水平的前提下显著减小整体的网络切换次数,从而降低网络开销,提升网络性能。