近十年来，各种无线通信技术及无线网络系统发展迅猛，以其各自的优点为移动用户提供会话及数据传输业务，而移动终端也逐步呈现出多样化智能化多模化等发展趋势，为充分利用和整合目前各种不同的无线接入资源，以最优化用户的业务体验，下一代移动通信系统的特征将是多种制式共存支持终端移动的异构无线融合网络垂直切换技术是实现异构无线网络运营的基础，即保证移动用户能够根据无线环境和业务类型，在保持当前会话的前提下实现在异构接入技术之间的切换目前垂直切换技术尚处于理论研究阶段，由于涉及到不同的运营商网络架构和承载方式，将传统水平切换技术应用于异构无线网络，还存在掉话率和丢包率较高切换时延过长等问题，所以，亟待研究更加灵活高效的垂直切换机制和性能优化算法，以满足移动用户对高传输速率和高业务体验的双重需求垂直切换的具体实施过程涉及到从链路层到应用层等各层协议的支持本文依托国家科技重大专项新一代宽带无线移动通信网络中的子课题全IP宽带移动网络架构及关键技术研究，以多模智能移动终端在异构无线网络中的垂直切换技术为研究目标，综合运用跨层协议设计协作分集移动预测和端到端的连接管理等方法，以降低垂直切换过程中的丢包率切换时延和提高无线资源利用率为目的，分别研究了接入网络选择算法链路层切换触发机制，以及网络层和传输层切换优化机制本文的主要研究内容包括以下五个方面：针对目前网络选择算法的属性权重求解方法不科学算法辨识度较低的问题，提出了一种基于直觉模糊多属性决策的网络选择算法算法以直觉模糊数的形式建立网络属性的动态决策矩阵，并根据移动终端业务类型，将对属性权重的计算分别转化为权重信息部分可知和完全未知两种直觉模糊多属性决策问题，并分别以λ模糊测度和相对熵的形式通过求解线性规划得到网络属性权重，以直觉模糊积分和得分函数的形式对候选网络排序分析及仿真算例表明，该算法在属性权重的求解过程中充分虑主客观因素以及属性之间的关联性，并提高了网络排序的辨识度针对垂直切换过程中如何确定最佳的链路层切换触发时刻以最小化切换丢包率的问题，提出了一种基于灰色预测的链路层切换触发算法算法通过建立灰色预测模型，可使终端提前获取当前链路及目标接入链路的状态信息参数，并通过对切换耗时的估计确定预测步长；依据无线链路的空间传播模型，对丢包概率与切换时刻的关系进行建模，综合分析切换前后链路的丢包概率，依据凸优化理论求解最佳链路层切换触发时刻针对链路层状态信息的快速获取方式问题，算法扩展了介质独立信息服务（MIIS）实体的功能，将链路参数以四元组的形式实时提供给切换终端，并给出了增强服务信息的更新机制和链路状态参数的估测算法，省去终端在切换准备阶段执行网络扫描的时间，有效降低链路层切换时延针对分层移动IPv6协议在跨域切换中的网络层切换时延过长的问题，提出了一种基于时间阈值和协作分集的网络层切换机制(T-PHMIPv6)该机制充分利用多模智能终端的蜂窝网络接口和ad hoc网络接口的相互配合，通过探测协作节点，终端可于切换触发前提前完成在目标接入点的转交地址配置，减小网络层的域间切换时延算法给出了协作终端的选择策略及异构协作信道在提高切换过程业务体验的影响，仿真分析表明，T-PHMIPv6算法的切换时延依赖于移动终端对信号质量的可预测时长ad hoc通信半径及终端向通信对端的绑定更新时长，如果可预测时长大于协作终端的预切换操作时延，则终端的链路层切换可以与网络层的绑定更新并行执行，切换时延仅取决于终端与通信对端的路由距离针对T-PHMIPv6切换算法在终端绑定更新时延较大而导致切换中断时间过长的问题，提出一种基于双向协作节点的网络层切换算法(B-CDHO) B-CDHO算法在切换过程中，终端先后利用其Ad hoc网络接口探测位于目标接入点的前向协作节点(fPN)和原接入点的后向协作节点bPN终端通过fPN提前执行地址配置等预切换操作，并在链路层切换前通过bPN与原接入点建立多跳中继信道，缩短终端蜂窝网络接口切换过程中的数据不可达时长，降低切换丢包率仿真结果表明，B-CDHO对预测时长的依赖程度较小，算法仅通过bPN转发预切换请求，由目标接入点执行预切换操作，切换时延主要取决于绑定更新时长及终端与bPN的Ad hoc可连接时长，在相同条件下，B-CDHO以牺牲少量的信令负荷和终端能耗为代价，有效降低T-PHMIPv6算法的域间切换丢包率针对基于SCTP协议的传输层垂直切换时延过长数据吞吐量突降等问题，提出了一种MIH辅助和带宽估计的传输层切换机制(MIH-PE-SCTP)该机制参考MIH的跨层设计思想，以端到端的路径为切换粒度，终端利用链路趋势信息提前通知对端主路径切换状态，降低路径切换中的丢包率；结合路径可用带宽的估计策略，最大化初始拥塞窗口，取消隧道建立过程，并通过延时发送机制减少因包乱序而造成的错误重传，提高切换过程中的业务体验在此基础上，针对实时业务对时延敏感允许少量丢包的特点，提出一种基于丢包预测和快速重传的传输层切换算法(LP-SCTP)，依据终端移动速度路径传输速率估计主路径切换过程中的丢包范围，并通过快速重传策略降低实时业务在传输层的切换丢包数仿真结果表明，在终端移动速度较快且方向变化不频繁的前提下，LP-SCTP算法能够在保证较低传输层切换时延的同时减小实时业务的切换丢包数