基于位置信息的3G和WiFi网络切换算法研究

3G和WiFi无线网络能提供更精确的位置信息,基于位置信息的水平切换和垂直切换算法能提高网络间切换的效率。本文基于网络终端的位置,移动速度及方向角信息,区分切换类型,设置可变入界、出界距离,并以接收信号强度值辅助比较判决切换,减少了乒乓效应,降低切换阻塞率及切换延时,实现同构、异构网络的无缝切换。     

一种基于周期自适应的垂直切换算法

提出了一种基于周期自适应的垂直切换算法.在切换发起阶段,移动终端会根据接收信号的强度不断调整接口的激活间隔时间,扫描可能存在的无线信号.在切换判决阶段,采用多属性判决法对每种网络的综合性能进行判断.仿真表明,相比于传统方案中以固定周期扫描无线信号,提出的方案在节省终端功率的基础上能够更及时地发现新的无线网络,并能更快地接入综合性能最好的网络.     

MIPv 6网络中基于平衡机制的最佳路由器广播周期

在介绍MIPv6(移动IPv6)网络及其特点的基础上，分析了移动终端在链路层(L2层)和网络层(L3层)切换的性能．新的MIPv6草案引入了L2层切换触发机制，使得L2、L3层切换可以同时进行，减少了移动终端在不同子网或系统间切换时的时延．在基于无线链路效率和切换丢包率平衡考虑的基础上，研究了外部接入路由器广播周期对切换性能的影响，求得理论最佳的接入路由器广播周期，确保高的无线链路效率和业务服务质量．仿真比较了移动IPv6中路由器广播周期对不同切换方式切换性能的影响。表明基于最佳路由器广播周期的快速切换机制能降低网络负荷，提高业务服务质量．     

基于发送切换邀请的越区切换准周期触发机制

为了克服基于接收信号强度的越区切换触发机制的局限,依据移动终端较规则的移动线路及其邻近基站部署的位置信息,构建协作小区簇,提出一种基于发送切换邀请的准周期触发机制.该机制在移动线路相对固定、移动速度较高的无线通信环境中能使越区切换的触发更及时、准确和可靠,也能使整个越区切换的实现过程得到简化,缩短整个切换的执行时间,提高越区切换的速度和效率,同时还能防止"乒乓切换"现象的发生.在城市BRT、高速公路和高速铁路中具有广泛的应用前景.     

基于Femtocell分层无线网络的切换算法

为了解决传统切换算法在包含家庭基站(Femtocell)的分层网络场景中无法适用的问题,提出一种综合信号强度判决和动态门限的切换算法。首先,在基于信号强度判决时使用RSS作为门限值,提高系统接入能力;然后利用基于动态时延的TQ算法和连续的RSS测量比较判定,降低冗余切换。仿真结果表明,算法不仅提高了MS切换到Femtocell的概率和Femtocell服务时间,而且降低了冗余切换概率,延展了Femtocell的应用场景。     

基于网络分组的切换判决算法

针对大量终端并发切换引起的网络负载不均和网络相似性利用不足的问题,提出一种基于网络分组的切换判决算法。将采集和初始化后的网络参数输入至网络分组模型,利用网络性能的相似性得到网络组;根据终端的偏好类型,基于烟花算法选择目标网络组;求解终端的可接入网络集和目标网络组的交集,得到其候选网络集,从中选择性能因子最大的网络作为目标网络执行切换,动态更新网络组。仿真结果表明,该算法能够在均衡网络负载的前提下,降低切换阻塞率,提高系统吞吐量,提升终端的服务质量。     

异构网络中基于马尔可夫过程的区分业务无线资源管理研究

文中提出了一种基于UTMS蜂窝网络和WLAN异构网络的协同无线资源管理算法.该算法的关键参数包括业务类型、用户终端移动性和位置信息等,协同地利用异构网络中的资源,并同时能保证业务的QoS和业务成本的最小化.通过马尔可夫模型分析了算法的有效性.仿真结果表明,在不同的移动性和网络负荷条件下,文中算法能够明显降低不必要的垂直切换到达率,提供稳定的通信,并有效地提高了系统吞吐量.     

5G切片化网络中基于吞吐量最大化的用户切换机制

第五代无线通信系统(the fifth generation,5G)利用网络功能虚拟化(network function virtualization, NFV)和软件定义网络(software defined network, SDN)2项技术将网络进行了切片划分,让用户接入不同服务质量(quality of service,QoS)保障的虚拟网络切片以获得服务。为了解决切片化网络中由于用户移动性而导致的切片重新接入问题,提出了最大化网络吞吐量的用户切换机制来降低越区切换对已有网络切片的影响。该机制根据用户业务类型的QoS服务等级筛选备选接入站点的归属切片,运用贪心算法选择能为用户提供最大数据传输速率的切片接入服务,在网络切片代理的体系架构下完成切换过程的控制和管理。在与功率接入、负载接入和随机接入3种切换方案的性能对比中,相关仿真结果表明,随着越区用户数目和网络切片类型的增加,所提方案在保证较高网络吞吐量的同时,切换成功率始终维持在80%以上,远优于其他3种方案。     

基于神经网络的高铁通信切换优化方法研究

分析了传统高铁LTE-R网络建设的业务需求。针对列车行驶中频繁出现的A3切换事件,此事件使得专网小区出现数据上传、下载速率低,话音接通率、掉线率劣化等问题,提出了一种基于改进的人工蜂群算法和径向基函数神经网络的越区切换优化方法。通过分析高铁列车的实时运行速度和传输损耗,对列车运行中切换触发时延和切换迟滞门限这两个参数进行了预测和动态优化,以提升高铁列车在运行中用户终端的切换成功率和鲁棒性。实验中以长吉线高铁某区间为例进行测试,采集列车在不同运行速度下的实际参数进行训练。实验结果表明,基于改进的工蜂群算法和神经网络的切换方法具有更高的实时性和稳定性,能够大幅提升用户业务感知。     

一种多粒子群切换决策机制

提出了一种切换决策机制,支持总最佳连接ABC(always best connected).该机制综合考虑接入网络状况、应用需求、用户对接入网络编码制式偏好、用户对接入网络供应商偏好、终端当前运动速率和终端当前剩余电量等因素,通过博弈分析,基于含最优变异的多粒子群优化算法,寻找把N个终端分配到M个接入网络的最佳切换决策方案,使用户和网络提供方效用达到或接近Nash均衡下的Pareto最优.仿真结果表明,该机制是可行和有效的.     

一种无线异构网络的垂直切换算法

针对移动台在异构网络之间切换性能不理想的问题,提出基于通用移动通信系统(UMTS)和无线局域网(WLAN)构建的具有接入控制单元(ACU)的异构网络模型.采用描述网络性能和服务质量的代价函数选择首选网络;利用一种基于信号强度累积量和距离准则的联合优化策略进行垂直切换判决,进一步对该方案进行切换率和丢包率的分析.仿真结果表明,该算法可以在维持较小丢包率的情况下,有效地减少切换次数,消除“乒乓效应”,改善切换呼叫阻塞率,取得较好的切换性能.     

模糊控制系统的垂直切换判决算法分析

针对模糊控制系统中切换时延较长和切换次数较多的问题,研究了一种基于模糊控制系统的垂直切换判决算法。在基于信号强度判决时将RSS作为门限值,提高系统判决能力;同时,将网络参数和服务类型作为判决因素,结合层次分析法引入并行的模糊控制系统,缩短了切换判决的时间、选择适合用户的最佳网络,做出垂直切换。仿真结果表明,该算法减少了切换次数,降低了切换时延,增强了系统的性能。与传统的切换算法相比较,该算法对切换的判决因素考虑的更全面,兼顾了用户终端的使用环境及成本问题,有效地保证了网络的服务质量。     

软件定义无线网络的负载均衡算法

在传统无线局域网中,终端往往优先选择信号强的接入点.诸如会议室、商场、机场等存在大量终端的公共场所,极有可能造成部分接入点负载过重.基于软件定义无线网络(software defined wireless network,SDWN),综合考虑终端占用带宽、当前接入点负载和当前终端接收信号强度指示等影响因素,提出周期性地检查各接入点的负载状态,将超载接入点下的候选终端重关联至轻载接入点,从而使整个控制器下所有接入点都达到均衡状态.实验结果表明,随着负载平衡因子持续降低,软件定义无线网络中不同接入点的负载逐渐趋于均衡,从而提高了系统平均吞吐率.仿真结果表明,所提负载均衡算法相对于最强信号强度优先和最小负载优先的负载均衡算法,分别提高约8.3％和15.6％.     

Non-cooperative game for network access selection in heterogeneous integrated networks

The integration of different heterogeneous access networks is one of the remarkable characteristics of the next generation network,in which users with multi-network interface terminals can independently select access network to obtain the most desired service.A kind of unified quantification model of non-monotone quality of service （QoS） and a model of non-cooperative game between users and networks are proposed for heterogeneous network access selection.An optimal network pricing mechanism could be formulated by using a novel strategy which is used in this non-cooperative game model to balance the interests of both the users and the networks.This access network selection mechanism could select the most suitable network for users,and it also could provide the basis when formulating QoS standards in heterogeneous integrated networks.The simulation results show that this network selection decision-making algorithm can meet the users＇ demand for different levels service in different scenes and it can also avoid network congestion caused by unbalanced load.     

基于优先级接入机制的WLAN性能优化研究

针对目前WLAN中各种不同业务的不断增多,而不同的业务要求等级也不同的问题,采用将WLAN中不同无线终端设置不同优先级业务的方法,分别对不同的关键参数AIFS和TXOP进行优化.使业务要求较高的无线终端优先接入信道传输数据包,使高优先级的终端获得更高的网络性能.仿真结果表明,该优先级访问机制可以在语音和视频等要求较高的业务情况下,使高优先级业务的无线终端更早的接入信道,有较小的时延和更高的网络性能.     

基于优先级接入机制的WLAN性能优化研究

针对目前WLAN中各种不同业务的不断增多，而不同的业务要求等级也不同的问题，采用将WLAN中不同无线终端设置不同优先级业务的方法，分别对不同的关键参数AIFS和TXOP进行优化。使业务要求较高的无线终端优先接入信道传输数据包，使高优先级的终端获得更高的网络性能。仿真结果表明，该优先级访问机制可以在语音和视频等要求较高的业务情况下，使高优先级业务的无线终端更早的接入信道，有较小的时延和更高的网络性能。     

异构无线网络自适应接入算法研究

在异构无线网络中,针对现存接入算法对网络高动态性考虑不足,提出了一种自适应的接入算法.算法能够根据网络环境中用户数量及带宽使用情况,估计接入阻塞率、最大化网络吞吐量,从而自适应地选择用户接入网络的行为.根据接收信号强度和可用带宽,计算出用户的最大传输速率;根据网络中已分配带宽、用户所需带宽,推导出网络剩余容纳用户数;根据新到达用户数、剩余容纳用户数估计用户接入阻塞率;结合最大传输速率和接入阻塞率,提出一种以最大化网络吞吐量为目标的自适应接入算法.仿真结果表明,算法能有效降低用户接入阻塞率,增加接入用户数,提高网络吞吐量,均衡网络负载,并且能够适应未来高动态性网络.     

异构网络垂直切换性能参数分析及算法研究

以蜂窝网与无线局域网(WLAN)融合为例,研究异构网络之间的垂直切换算法.对影响切换算法性能的各网络端及用户端参数进行了分析研究,包括参数的定义、在不同接入网中的取值范围、参数之间的关系及参数的归一化等.针对参数对切换算法及系统性能的影响,进行了参数分类,将参数分为切换先决条件、切换判决条件及切换辅助条件,并根据参数分类提出了新的垂直切换算法.该算法采用可变权值,即算法中各性能参数的权值依据用户业务特性,移动模型及用户对各网络的喜好等因素进行动态调整.与目前固定权值的垂直切换算法相比.提出的算法考虑了不同用户特性及QoS需求,可提高用户满意度及网络整体性能.     

自适应切换策略对VoWLAN性能改进的研究

为了保证服务质量,IEEE 802.11工作组指出因特网语音服务的切换时延不应该超过50 ms。本文提出了一种自适应切换策略：信令分组的传输发生在控制信道上,从而缩短了信令分组的接入时延;数据信道上的因特网语音分组具有高于数据分组的接入优先权,保证了因特网语音业务的实时性;而且,切换时移动台在选择目标接入点时结合了信号强度和当前负荷来完成,避免了接入点负荷过大,造成网络性能下降。仿真结果显示,该策略在保证切换时延不超过规定门限值的同时,资源利用率比现有的快速扫描算法提高了9%左右,业务成功接入率提高了10%。     

改进Markov过程的异构无线网络垂直切换算法

针对当前异构无线网络垂直切换算法存在切换次数多, 服务质量难以满足实际应用需要的问题, 以获得更优的异构无线网络服务质量为目标, 提出一种基于改进Markov过程的异构无线网络垂直切换算法. 首先, 建立异构无线网络整体性能评价指标体系, 然后采用灰色关联分析法确定网络整体性能评价指标的权重值, 最后利用Markov决策过程对异构无线网络的状态进行预测, 选择最优的接入网络, 并通过异构无线网络垂直切换的仿真对比实验测试和分析其性能. 实验结果表明, 相对其他异构无线网络垂直切换算法, 该算法可降低平均切换次数, 避免了频繁切换现象的发生, 大幅度减少了网络数据传输的丢包率, 改善了用户满意度, 获得了更高的服务质量.