本文關鍵詞：UMTS-WLAN異構網(wǎng)絡融合中垂直切換算法改進的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了滿足用戶對服務質(zhì)量(Quality of Service,QoS)的需求,充分利用不同網(wǎng)絡的互補特性實現(xiàn)網(wǎng)絡間的融合是未來網(wǎng)絡的趨勢,也是研究的熱點。垂直切換算法是異構網(wǎng)絡切換的關鍵技術之一。本文的研究工作是將UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,通用移動通信系統(tǒng))網(wǎng)絡和WLAN網(wǎng)絡這兩個不同接入技術的網(wǎng)絡融合,根據(jù)用戶的業(yè)務需求,針對不同的問題設計出相應的高效垂直切換算法,通過性能仿真來證明提出的算法能夠有效的改進切換的性能,這是本文的重點。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)本文以文獻[4]提出的層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)為基礎,考慮到層次分析法在構建判斷矩陣的過程中,由于決策者的影響,具有很大的主觀性,會影響切換性能的客觀性�；谶@個問題,我們提出了層次分析法和熵值法相結(jié)合的垂直切換算法。此算法基于代價函數(shù),將網(wǎng)絡RSS(接收信號強度)、帶寬、用戶偏好、價格作為網(wǎng)絡的屬性參數(shù),根據(jù)AHP和熵值法相結(jié)合的方法得到上述參數(shù)的權重,由于熵值法能夠客觀性的度量網(wǎng)絡之間的差異性,通過與AHP結(jié)合能客觀的平衡網(wǎng)絡屬性參數(shù)的權重,根據(jù)代價函數(shù)的大小選擇切換目標網(wǎng)絡。在切換判決階段加入了切換延時器來減少非必要的頻繁切換。仿真結(jié)果證明,與文獻[4]中引入AHP基于代價函數(shù)的垂直切換算法相比,本文提出的算法,在不影響移動端業(yè)務的情況下,切換次數(shù)降低了3次,減少了不必要的切換,減少了乒乓效應。(2)本文提出引入預判決的垂直切換算法,該算法以效用函數(shù)為基礎,考慮到不同網(wǎng)絡所能提供的最大帶寬、最大發(fā)射功率和接收器的閾值不同,將會影響切換判決的有效性和公平性,提出將信號強度(RSS)和帶寬歸一化,利用效用函數(shù)值來更有效的確定切換目標網(wǎng)絡。由于在判決階段加入延時器是對切換進行強制性的約束,不能實際準確的判定是否切換,本文在垂直切換的判決階段,引入差分預測算法來預測網(wǎng)絡下一時刻的值,并對預測的下一時刻的值進行進一步的約束來準確的判斷切換是否執(zhí)行,如果目標網(wǎng)絡和當前網(wǎng)絡信號強度的預測值都滿足各網(wǎng)絡設定的閾值(UMTS閾值為-42db,WLAN閾值為-40db),則進行切換。仿真的結(jié)果驗證,相對于RSS算法和傳統(tǒng)的效用函數(shù),該算法的切換次數(shù)降低了10和2次,切換次數(shù)得到了減少,切換性能得到提高。(3)由于引入預判決的算法是基于移動端勻速運動的模型考慮,不能反應某些現(xiàn)實情況,并且某些業(yè)務類型(如語音業(yè)務)需要很高的實時性,移動端速度過高會導致頻繁的切換,甚至導致嚴重的掉話率。為了解決這種存在的問題,本文提出了一種基于加速度的引入預判決的垂直切換算法。該算法是根據(jù)移動端速度狀態(tài)以及業(yè)務狀態(tài)來選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡作為目標切換網(wǎng)絡,設定了速度閾值為15m/s。通過與RSS算法、傳統(tǒng)的效用函數(shù)和引入預判決的切換判決算法進行對比分析,結(jié)果顯示,切換次數(shù)分別降低了13次、3次和1次;切換呼叫掉線率分別降低了4.2%、2.1%和1.2%,新呼叫阻塞率分別降低了4.2%、2.7%和1.8%。三個性能指標的提升證實了該算法性能的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：異構網(wǎng)絡 垂直切換 AHP算法 熵值法 預判決 掉話率
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925.93
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 引言10-11
• 1.2 異構網(wǎng)絡中垂直切換的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和論文結(jié)構12-15
• 第二章 UMTS/WLAN異構無線網(wǎng)絡15-25
• 2.1 UMTS系統(tǒng)概述15-17
• 2.1.1 UMTS系統(tǒng)網(wǎng)絡介紹15-17
• 2.1.2 UMTS關鍵技術17
• 2.2 WLAN網(wǎng)絡概述17-22
• 2.2.1 WLAN簡介17-18
• 2.2.2 WLAN的特點18-19
• 2.2.2.1 無線局域網(wǎng)的優(yōu)點18
• 2.2.2.2 無線局域網(wǎng)的局限性18-19
• 2.2.3 WLAN組網(wǎng)及關鍵技術19-22
• 2.2.3.1 WLAN組網(wǎng)19-20
• 2.2.3.2 WLAN的關鍵技術20-22
• 2.3 UMTS/WLAN網(wǎng)絡融合的方案22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 異構無線網(wǎng)絡中切換技術的研究25-38
• 3.1 移動性管理技術25-28
• 3.1.1 異構網(wǎng)絡中的移動性管理25-26
• 3.1.2 移動性管理的主要功能26-28
• 3.2 異構網(wǎng)絡中的切換技術28-32
• 3.2.1 切換的分類29-30
• 3.2.2 切換的控制方式30-31
• 3.2.3 垂直切換的三個階段31-32
• 3.3 垂直切換判決算法32-37
• 3.3.1 基于接收信號強度(RSS)的算法32-33
• 3.3.2 多屬性決策判決算法33-36
• 3.3.3 基于人工智能和模糊邏輯36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 改進的基于代價函數(shù)的垂直切換算法的分析與研究38-52
• 4.1 基于信號強度的垂直切換算法38-41
• 4.1.1 算法融合環(huán)境設置39
• 4.1.2 仿真相關參數(shù)設置39-40
• 4.1.3 算法仿真結(jié)果40-41
• 4.2 基于傳統(tǒng)代價函數(shù)的垂直切換算法41-44
• 4.2.1 代價函數(shù)概述41-42
• 4.2.2 基于代價函數(shù)垂直切換算法流程圖42
• 4.2.3 算法融合環(huán)境設置42-43
• 4.2.4 仿真相關參數(shù)設置43
• 4.2.5 算法仿真結(jié)果43-44
• 4.3 改進的基于代價函數(shù)的垂直切換算法44-51
• 4.3.1 改進的基于代價函數(shù)的切換判決以及判決流程44-46
• 4.3.2 層次分析法和熵值法求參數(shù)權重46-49
• 4.3.2.1 層次分析法求權重46-48
• 4.3.2.2 熵值法求權重48-49
• 4.3.3 實驗測試與結(jié)果分析49-51
• 4.3.3.1 仿真環(huán)境設置49-50
• 4.3.3.2 仿真參數(shù)設置50
• 4.3.3.3 仿真結(jié)果分析50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 引入預判決以及改進的垂直切換判決算法52-65
• 5.1 效用函數(shù)的設計52-54
• 5.1.1 常規(guī)效用函數(shù)52
• 5.1.2 效用函數(shù)的改進52-54
• 5.2 引入預判決的垂直切換判決算法54-58
• 5.2.0 異構無線網(wǎng)絡融合環(huán)境54
• 5.2.1 算法仿真參數(shù)設置54-55
• 5.2.2 差分預測算法和預判決模型55-56
• 5.2.2.1 差分預測算法55
• 5.2.2.2 預判決模型55-56
• 5.2.3 改進的效用函數(shù)和差分預測信號強度的仿真結(jié)果56-57
• 5.2.4 算法仿真結(jié)果及分析57-58
• 5.3 基于速度的引入預判決的垂直切換判決算法58-64
• 5.3.1 異構無線網(wǎng)絡環(huán)境58
• 5.3.2 算法原理和流程圖58-60
• 5.3.3 移動端模型和切換性能指標60
• 5.3.3.1 用戶到達模型60
• 5.3.3.2 切換性能指標60
• 5.3.4 算法仿真結(jié)果與分析60-64
• 5.3.4.1 仿真參數(shù)設置60-61
• 5.3.4.2 結(jié)果分析61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 論文工作總結(jié)65
• 6.2 今后工作展望65-67
• 參考文獻67-72
• 攻讀學位期間的研究成果72-73
• 致謝73

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本文編號：353525