基于位置信息的异构网络垂直切换算法研究

论文摘要

垂直切换是未来移动网络的核心技术。垂直切换中最大的挑战是网络的异构性,传统的切换机制不能直接应用于异构网络场景,需要采用新的分析方法,寻求更优的切换算法,本论文的选题具有重要的现实意义。本论文结合实际,对异构网络垂直切换进行研究,包括典型算法性能分析、基于层次分析法的QoS优化切换算法与改进、异构网络定位算法等问题。论文的主要工作和内容如下:在典型算法性能分析方面,分析了现有的切换触发机制,从节点运动模型出发,参照一种适合异构无线网络环境的垂直切换仿真评价模型,以命中率和乒乓次数为评价指标来衡量垂直切换算法的性能。仿真结果表明算法单一的切换决策,并不一定保证切换的合理性,同时切换次数过于频繁,增加了系统开销。在基于层次分析法的QoS优化切换算法与改进方面,结合实际通信可靠性、吞吐量、实时性等指标的需求,在不同的业务下,把异构网络的切换决策问题归结成多属性决策问题,运用层次分析法,提出寻求QoS指标优化的切换决策算法。结合实际情况进一步将节点的位置信息引入决策过程,结合位置信息对上述算法进行改进。结果表明,结合位置信息的QoS优化算法既能减少切换次数,又能保证在切换中QoS指标的基本稳定。由于节点位置信息的重要性,最后对异构网络定位问题进行研究和探讨,针对TD-SCDMA和WiMAX混合异构网络,研究基于TOA的定位方法。对不同网络制式下的节点进行独立定位,根据各独立定位结果进行合并,确定异构网络中节点的位置。仿真结果表明了算法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.1.1 无线异构网络介绍
• 1.1.2 无线异构网络研究现状
• 1.2 垂直切换的关键问题及研究现状
• 1.2.1 切换性能优化
• 1.2.2 切换决策
• 1.2.3 判断机制及切换算法
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 本文结构安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 无线信道模型及相关链路指标
• 2.1 无线信道模型
• 2.1.1 接收信号模型
• 2.1.2 传播损耗模型
• 2.2 相关链路指标
• 2.2.1 TD-SCDMA链路指标
• 2.2.2 WiMAX链路指标
• 2.3 信道噪声模型
• 2.4 本章小节
• 第三章 典型垂直切换算法及性能评价
• 3.1 典型算法介绍
• 3.1.1 RSSI算法
• 3.1.2 基于速度感知的垂直切换算法
• 3.2 切换场景构建
• 3.3 算法评价指标
• 3.4 切换仿真与效果评价
• 3.4.1 切换场景与切换过程
• 3.4.2 场景仿真与结果
• 3.5 本章小节
• 第四章 基于AHP法的QoS优化切换算法及改进
• 4.1 多属性决策问题概述
• 4.1.1 多属性决策问题概述
• 4.1.2 多属性决策问题模型
• 4.2 层次分析法（AHP）
• 4.2.1 层次分析法介绍
• 4.2.2 单排序层次分析
• 4.2.3 层次总排序
• 4.2.4 改进的AHP法
• 4.3 多属性决策问题的属性转换
• 4.3.1 定性属性的定量化
• 4.3.2 属性值的无量纲化
• 4.4 多属性决策问题的求解
• 4.4.1 线性加权法
• 4.4.2 乘法指数法
• 4.5 基于AHP法的异构网切换算法
• 4.5.1 切换场景描述
• 4.5.2 算法描述
• 4.5.3 QoS属性评价体系的建立
• 4.5.3.1 会话类业务QoS评价指标体系
• 4.5.3.2 交互类业务QoS评价指标体系
• 4.5.4 指标无量纲化处理
• 4.5.4.1 静态属性的无量纲处理
• 4.5.4.2 动态属性的无量纲处理
• 4.6 决策问题求解
• 4.7 AHP切换决策仿真与性能评价
• 4.7.1 仿真与性能评价
• 4.7.2 存在问题的提出
• 4.8 结合位置信息的AHP切换决策与性能评价
• 4.8.1 决策与算法描述
• 4.8.2 仿真结果与性能评价
• 4.8.2.1 切换过程分析
• 4.8.2.2 算法性能比较
• 4.9 本章小节
• 第五章 基于TOA的异构网络定位算法
• 5.1 现有定位技术介绍
• 5.2 TOA定位算法
• 5.2.1 TOA算法描述
• 5.2.2 TOA方程的求解
• 5.2.2.1 泰勒级数展开法
• 5.2.2.2 初始坐标的WLS估计
• 5.3 定位准确率评价指标
• 5.4 异构网络TOA定位
• 5.4.1 测量距离的表征
• 5.4.2 异构场景中的处理
• 5.4.3 定位场景设定
• 5.4.4 仿真结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况