umts-wlan异构网络融合中垂直切换算法改进的研究

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士专业学位论文ProfessionalMaster’sThesis中文论文题目:UMTS-WLAN异构网络融合中垂直切换算法改进的研究英文论文题目：ResearchonimprovedverticalhandoveralgorithminUMTS-WLANconvergencenetwork专业学位类别：工程硕士专业学位领域：计算机技术领域作者姓名：马大伟指导教师：俞成海完成日期：2015年12月24日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导

2、师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加Ｌ乂标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的巧究成果，也不包含为获得浙还理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期；年歹月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完舍了解浙江理工大举有权俱留并向国象有关部口或机构送交本论文的复印件和穗盘，允许论文被查阅和借阅。未人授权浙江理工大学可从将学包论文的全部或部分肉容编

3、入有关数据库进行检索和传播ｋ，可乂采巧影印、缩印或扫描尊复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签華：／签字日期：年３月！曼日為＞《导师签名今ｔ（签字日期：年月日摘要为了满足用户对服务质量(QualityofService,QoS)的需求，充分利用不同网络的互补特性实现网络间的融合是未来网络的趋势，也是研究的热点。垂直切换算法是异构网络切换的关键技术之一。本文的研究工作是将UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSyste

4、m,通用移动通信系统)网络和WLAN网络这两个不同接入技术的网络融合，根据用户的业务需求，针对不同的问题设计出相应的高效垂直切换算法，通过性能仿真来证明提出的算法能够有效的改进切换的性能，这是本文的重点。论文主要研究内容如下：(1)本文以文献[4]提出的层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,AHP)为基础，考虑到层次分析法在构建判断矩阵的过程中，由于决策者的影响，具有很大的主观性，会影响切换性能的客观性。基于这个问题，我们提出了层次分析法和熵值法相结合的垂直切换算法。此算法基于代价函数，将网络RSS（接收信

5、号强度）、带宽、用户偏好、价格作为网络的属性参数，根据AHP和熵值法相结合的方法得到上述参数的权重，由于熵值法能够客观性的度量网络之间的差异性，通过与AHP结合能客观的平衡网络属性参数的权重，根据代价函数的大小选择切换目标网络。在切换判决阶段加入了切换延时器来减少非必要的频繁切换。仿真结果证明，与文献[4]中引入AHP基于代价函数的垂直切换算法相比，本文提出的算法，在不影响移动端业务的情况下，切换次数降低了3次，减少了不必要的切换，减少了乒乓效应。(2)本文提出引入预判决的垂直切换算法，该算法以效用函数为基础，考虑到不同网络所能提

6、供的最大带宽、最大发射功率和接收器的阈值不同，将会影响切换判决的有效性和公平性，提出将信号强度(RSS)和带宽归一化，利用效用函数值来更有效的确定切换目标网络。由于在判决阶段加入延时器是对切换进行强制性的约束，不能实际准确的判定是否切换，本文在垂直切换的判决阶段，引入差分预测算法来预测网络下一时刻的值，并对预测的下一时刻的值进行进一步的约束来准确的判断切换是否执行，如果目标网络和当前网络信号强度的预测值都满足各网络设定的阈值(UMTS阈值为-42db，WLAN阈值为-40db)，则进行切换。仿真的结果验证，相对于RSS算法和传统的

7、效用函数，该算法的切换次数降低了10和2次，切换次数得到了减少，切换性能得到提高。(3)由于引入预判决的算法是基于移动端匀速运动的模型考虑，不能反应某些现实情况，并且某些业务类型(如语音业务)需要很高的实时性，移动端速度过高会导致频繁的切换，甚至导致严重的掉话率。为了解决这种存在的问题，本文提出了一种基于加速度的引入预判决的垂直切换算法。该算法是根据移动端速度状态以及业务状态来选择最优的网络I作为目标切换网络，设定了速度阈值为15m/s。通过与RSS算法、传统的效用函数和引入预判决的切换判决算法进行对比分析，结果显示，切换次数分别

8、降低了13次、3次和1次；切换呼叫掉线率分别降低了4.2%、2.1%和1.2%，新呼叫阻塞率分别降低了4.2%、2.7%和1.8%。三个性能指标的提升证实了该算法性能的优越性。关键词：异构网络，垂直切换，AHP算法，熵值法，预判决，掉话率IIAbs