异构无线网络环境下的切换技术研究

论文摘要

在网络融合、业务融合、终端融合的异构无线网络环境下,如何为用户和终端提供移动性管理以保证异构网络间的无缝漫游和服务质量的优化是异构泛在网络最紧迫的需求之一。切换是移动性管理功能的重点,跨越异构网络环境的垂直切换更是异构泛在网络移动性管理中的关键技术之一。本论文系统地总结了异构无线网络环境下切换技术的相关研究情况,主要研究和解决了切换中的若干关键技术,包括基于MIH的移动节点的多模终端模型设计、基站间切换判决方法设计、垂直切换决策方法设计以及基于MIH的切换模型设计。传统的多模终端通过与各协议层之间的交互来实现命令和信息在高层和低层之间的传递,但由于接入网络的异构性,在物理层、链路层重接时容易产生较大的时延,从而降低了切换性能。首先,本论文提出了一种基于MIH的多模终端模型,通过引入MIH屏蔽了异构的无线网络低层的差异,并优化了切换性能。其次,对此模型中切换选择的功能架构进行了详细设计,使其能够动态、独立地选择合适的接入目标,为切换算法的研究提供了功能上的承载。针对于传统的基站间切换判决过程中存在过多的乒乓切换问题,以及切换时延对切换判决的影响,本论文提出了一种基于速度和距离估计以及RSS预测的改进RSS基站间切换判决算法。最后通过仿真实验证明,与传统的算法相比,该算法在切换发起总次数至少减少了23%,切换失败和越区未切换总次数至少减少了33%,乒乓切换总次数至少减少了52%。针对异构网络环境下切换决策中语言型属性与实数型属性并存,以及用户根据自身需求确定网络属性优先级较为困难的情况,本论文引入了联系数的概念,提出了模糊量化网络属性优先级的方法,并以此为基础,提出了一种基于联系数的改进逼近理想值(ITOPSIS)垂直切换决策算法;仿真试验证明,此算法能够解决语言型属性与实数型属性并存的垂直切换决策问题,并且该算法计算复杂度较低,不会造成较大的资源消耗。针对传统的基于移动IP的网络控制的切换模型在异构网络间进行切换时切换时延较大的缺点,本论文依据MIH相关内容,提出了一种基于MIH的网络控制的垂直切换模型,并针对一个具体切换实例,对基于MIH的网络控制的垂直切换的两个步骤——网络选择和网络切换的具体过程进行了详细设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外相关研究
• 1.2.1 移动性管理技术
• 1.2.2 切换性能优化
• 1.2.3 切换决策
• 1.2.4 判决机制及切换算法
• 1.3 论文的研究目的和主要贡献
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 一种基于MIH 的多模终端模型及其切换选择功能架构设计
• 2.1 终端模型相关研究及MIH 相关知识介绍
• 2.1.1 多模终端的相关研究
• 2.1.2 MIH 的相关知识
• 2.2 一种基于MIH 的多模终端模型设计
• 2.2.1 一种基于MIH 的多模终端模型
• 2.2.2 MIH 的功能在协议栈中的作用
• 2.3 切换选择功能架构设计
• 2.3.1 切换的过程划分
• 2.3.2 切换选择功能架构设计
• 2.3.3 切换选择的执行流程
• 2.3.4 切换选择功能的实现方法
• 2.4 基于MIH 的多模终端模型定性分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 一种改进的基于速度和距离估计的基站间切换判决算法
• 3.1 基站间切换判决算法相关研究
• 3.2 一种改进的基于速度和距离估计的站间切换判决算法
• 3.2.1 接收信号强度RSS 的计算
• 3.2.2 距离与速度的估计方法
• 3.2.3 RSS 的预测方法以及目标基站的确定方法
• 3.2.4 改进的基于速度和估计预测的站间切换判决算法
• 3.3 试验仿真
• 3.3.1 仿真环境的设置
• 3.3.2 评估标准
• 3.3.3 仿真结果及比较分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 一种基于联系数的改进TOPSIS 垂直切换决策算法
• 4.1 垂直切换决策算法相关研究
• 4.2 基于联系数的改进TOPSIS 垂直切换决策算法
• 4.2.1 联系数的定义
• 4.2.2 判决因素的选取
• 4.2.3 指标的规范化
• 4.2.4 网络属性优先级的确定及模糊属性的量化
• 4.2.5 基于联系数的改进TOPSIS 垂直切换决策算法
• 4.3 实例验证及比较分析
• 4.3.1 实例验证
• 4.3.2 比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 一种基于MIH 网络控制的垂直切换模型
• 5.1 需求分析
• 5.1.1 对MIIS 的需求
• 5.1.2 对MIES 的需求
• 5.1.3 对MICS 的需求
• 5.2 基于MIH 网络控制的垂直切换模型
• 5.2.1 基本思想
• 5.2.2 MIH 服务及参数的定义
• 5.2.3 基于MIH 的网络控制的垂直切换模型
• 5.3 定性分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 下一步工作
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士期间主要工作