异构无线网络垂直切换技术综述

垂直切换是多网融合的基础,是实现异构网络互通、支持不同接入方式无缝衔接的核心技术,目前正在受到业界的重点关注,并成为学术界研究的热点问题。随着无线移动通信技术向接入多元化、网络一体化和应用综合化的方向发展,各种蜂窝移动接入、宽带无线接入和固定接入将共同接入基于IP的统一核心网络,通过网络间的垂直切换,支持用户的移动性和移动过程中业务的连续性。首先给出了垂直切换的定义和基本概念,介绍了垂直切换的分类和基本流程,随后详细论述垂直切换的切换判决和切换执行2个环节。针对切换判决,总结了现有判决算法,重点评述各代表算法工作原理并剖析论其特点和存在的不足。针对切换执行,详述了现有垂直切换执行机制的工作原理和适用场景,并分析其优缺点。最后,对未来垂直切换技术的研究方向进行了展望。     

异构无线接入网络中的通用链路层技术

如何实现异构环境下的多种无线接入网络融合以及多种无线接入技术之间的协同工作,是未来移动通信研究的主要内容。通用链路层(GLL)基于可重配置的链路层平台,完成不同无线接入技术的协同工作,从而实现了无缝和无损的垂直切换。通用链路层作为解决异构网络协同工作的一种新型技术,已经引起了相关研究领域的广泛关注。通用链路层可以划分为通用和特殊功能部分,并且在垂直切换中具有一套独特的执行过程。相比其他异构接入方案,通用链路层在切换执行的性能方面具有优势。     

车联网中基于贝叶斯决策的垂直切换方法研究

车辆需要在车联网的异构无线网络环境下进行垂直切换,针对垂直切换技术普遍不能支持 WAVE, WiMAX和3G cellular间的垂直切换这一问题,提出了一种基于贝叶斯决策的垂直切换算法。首先,根据接入网络的信号强度、传输速率、误码率和网络阻塞率以及车辆终端的速度和运动趋势建立多条件相关的切换概率分布,计算出切换先验概率;然后通过贝叶斯决策算法计算后验概率并进行决策分类,从而选取最优网络接入。仿真实验结果表明,该算法不仅有效地实现WAVE,WiMAX和3G cellular无线接入技术之间的垂直切换,而且避免了乒乓效应,保证了网络及时更新。     

无线异构网络的垂直切换判决算法

传统上的水平切换处理方法已经应用在同一接入技术的网络中（如无线蜂窝网络）。随着多种异构无线网络的出现,下一代网络必须支持垂直切换技术以保证用户从一个网络切换到内一个网络时仍然保持连接,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。对使用层次分析法进行垂直切换技术的工作原理及应用环境进行了分析,提出同时使用多种切换技术以解决不同环境下的切换问题。     

基于业务感知的WLAN-UMTS跨层切换优化方案

下一代的异构无线网络环境是移动无线接入和异构分布的网络,近年来由于智能多模终端的发展以及多种无线接入网络并存的网络环境,使得无缝的垂直网络切换成为人们关注的热点。文章在分析当前WLAN-UMTS(无线局域网-通用移动通信系统)切换方案不足之处的基础上提出了改进和创新,主要将802.21 MIH(介质独立切换)运用到切换的过程中,在应用层加入业务感知模块,使得终端可以根据业务的类型选择网络,最后基于NIST(美国国家标准和技术协会)使用NS2对新的切换方案进行了仿真。     

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。     

基于区域感知贝叶斯决策的5G超密集异构网络联合垂直切换技术研究

针对无线通信异构网络切换中最优接入网的选择问题,现有研究主要集中于解决在两个网络间选择切换,而对于未来5G（5th Generation）通信系统中超密集网络的切换问题研究较少.本文就研究了5G无线通信系统中超密集异构网络的选择切换.文中提出了一种基于区域感知贝叶斯决策的联合垂直切换方式,该方案通过选择超密集异构接入网络的最优切换概率从而解决超密集网络切换问题.通过对移动用户（mobile station）从宏基站进入超密集服务小区,以及在小区内和小区间移动的不同场景进行仿真分析,研究结果表明本文决策方式能够准确地选择要切换的网络,因而该方案能够适用于超密集网络的应用场景.     

基于认知自选择决策树的垂直切换方法研究

在异构无线网络环境下高速移动的终端用户需要随时随地接入网络,然而,在垂直切换过程中,由于终端用户对网络选择的偏好不同以及切换之后网络连接时间和状态难以得到保障,无法满足用户的切换需求。因此,提出了一种支持终端用户高速移动的基于认知自选择决策树的垂直切换方法。该方法首先根据网络属性和终端运动趋势建立相应的切换概率分布,然后根据用户偏好选择相应的决策树进行决策,最后通过对切换后终端的业务类型和运动状态进行反馈分析,提出了反馈认知决策方法。仿真结果表明,所提的方法不仅能够保证高速移动终端在异构无线网络下的切换质量,而且减少了不必要的切换,保证了网络的及时更新。     

基于模糊层次—熵权法的自适应垂直切换算法

针对当前异构网络中,采用多决策属性的垂直切换算法难以动态调整网络属性的权重值,从而无法满足用户服务质量(QoS)的需求问题,文章以接入最优的异构无线网络和保障用户QoS为目标,提出基于模糊层次—熵权法的自适应垂直切换算法.首先,根据用户对网络属性的不同要求,采用主观模糊层次赋权与客观熵权法结合的方式构建网络属性优化模型...     

车联网环境下的4G和DSRC异构网络切换机制研究

面向车联网的实际应用需求,构建了一种高速公路环境下的基于4G和DSRC的异构网络通信场景。针对车辆在该场景下可能会在不同网络信道间频繁发生垂直切换导致较高的传输时延和丢包率的问题,在分析研究基于4G与DSRC的高速公路异构网络切换过程的基础上,引入网络跳数、连接次数和行驶轨迹作为切换判决条件,基于TREBOL路由协议设计了一种异构网络垂直切换算法。最后利用Veins仿真平台对提出的异构网络垂直切换算法的切换性能进行对比测试分析。测试结果表明,与基于RSSI的异构网络垂直切换方法相比,所提切换算法能增大车辆与DSRC网络连接的持续时间,并有效减少"乒乓效应"。     

基于强化学习的异构网络垂直切换方法

网络切换技术不仅可以保证用户的网络连接,同时能够以较强的信号传输网络数据。网络切换技术的性能对网络服务质量(quality of service, QoS)的影响至关重要。然而,现有的切换算法多数存在严重的乒乓效应,这不仅造成网络资源的严重浪费,还会损害用户的QoS。为此,提出了一种基于强化学习的异构网络垂直切换方案,主要从触发切换、网络选择及判决切换等方面进行优化。在触发切换时将垂直切换考虑成必要切换和择优切换,通过Q-Learning（QL）算法在选择网络时优化垂直切换;然后以QoS为条件,在判决切换时加入驻留定时器,从多角度减少用户切换次数,降低乒乓效应对异构网络垂直切换的影响。仿真结果表明,基于强化学习的异构网络垂直切换方法可以在保证QoS的条件下有效减少用户切换网络的次数,短时间内频繁切换的情况也有所改善,降低了乒乓效应的影响。     

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mSCTP异构网络垂直切换性能优化方案

基于mSCTP,通过分析影响垂直切换性能的两个问题,即切换到新路径上的慢启动现象导致的吞吐量骤降,以及由于原无线信号的迅速衰减使得SACK丢失导致的多余重传,引入一种垂直切换性能优化的改良方案mSCTP-IPVHO。通过仿真表明,mSCTP-IPVHO能在一定程度上优化异构网络垂直切换性能。     

异构网络垂直切换机制研究

异构网络中的垂直切换复杂于同构网络的水平切换,是一个多目标决策问题,涉及不同的网络参数,需要根据这些参数进行综合决策.文中提出了一种切换机制,终端自适应的调整网络接口开启间隔,以低能耗的方式监测RSS来发现链路状态良好的可用网络,并以综合QoS最佳判决函数选择目标网络,满足业务与用户需求.     

Heterogeneous Wireless Networks: Configuration and Vertical Handoff Management

Vertical handoff is one of the most important issues for the next generation heterogeneous wireless networks. However, in many situations, unbeneficial vertical handoffs occur across intersystem heterogeneous networks cause network performance degradation. Therefore, we propose a novel configuration architecture that can be deployed in the next generation of wireless networks. Second, we propose a predictive and adaptive Vertical Handoff Decision Scheme that optimizes the handoff initiation time as well as selection of the most optimal network. The proposed vertical handoff decision algorithm considers the technology type as well as the Signal to Interference Ratio (SIR), the Mobile Station (MS) velocity, the user preferences, the applications requirements and the terminal capabilities as the most important factors to make vertical handoff decision. In order to minimize handoff costs, the proposed decision algorithm uses the dwell timer concept. The handoff costs are analyzed in terms of unnecessary and unbeneficial handoffs rate.The simulation results show that the reduction of unnecessary handoffs proposed in our vertical handoff decision scheme reduces the handoff blocking probability, the packets loss rate and the handoff overhead     

基于运动趋势的模糊逻辑垂直切换算法

随着无线异构网络的融合,移动性管理技术成为其关键问题,而切换管理又是移动性管理的重要部分。针对垂直切换管理提出了一种基于运动趋势的模糊逻辑垂直切换算法。算法分为预判定、模糊逻辑控制及切换判决3个过程。首先,在预判定阶段根据MN的运动趋势及接收信号强度滤除掉不适宜接入WLAN的网络信息,从而有效减少不必要的数据量和系统开销;其次,将接收信号强度、网络的可用带宽和网络开销送入模糊逻辑控制器,通过参数的归一量化最终得到网络综合性能值(VCPN);最后,通过综合考虑VCPN和驻留时间来进行网络切换判决。仿真结果显示,该算法能够有针对性地做出切换判决,有效消除乒乓效应,提高网络切换性能。     

异构网络垂直切换技术

下一代无线网络(Next Generation Wireless Networks,NGWN)将融合多种不同的网络体系结构与无线技术,NGWN的异构性要求向用户提供无缝切换。为此文章引入了异构无线网络垂直切换策略,并深入论述了其中的关键细节——网络发现、切换判决和切换信息交互流程等。