基于用户辅助信息的异构无线网络垂直切换判决算法研究

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无缝移动问题是服务供应商在解决户外通信有效性时必不可少的组成部分。而异构无线接入网络之间的无缝切换技术就是为了能够实现无缝的移动性和无缝服务的连续性而被提出的。随着卫星通信技术的发展,这项技术更是同地面蜂窝网络技术有机的结合起来。集成卫星网络和地面网络需要设计具有智能化和优异化的垂直切换判决算法。因此,在星地一体化网络中,有效机制之间的多属性决策就成了该领域的重点研究内容之一。传统的多属性决策算法的算法机理是首先设定一个目标切换权重函数,然后将与该目标相关的决策因素作为权重函数输入,最后利用给定的决策模型得出最优的目标切换网络。然而,传统的多属性决策算法有其不可磨灭的缺陷。例如在用户具有多业务的需求并且系统需要资源利用率最大化时,系统性能将会大幅度下降。因为对于具有相同切换目标权重函数且候选网络相近的用户群,传统的多属性决策算法会给出几乎相同的切换判决结果,从而造成局部的网络拥塞,导致用户的切换和新呼叫的请求的出错率大幅度增加。此外,当用户进行高速移动时,仅靠速度因素作为移动性多属性决策条件,传统的算法会一直将服务半径大的网络作为目标切换网络;如果在用户业务请求频繁且群体高速移动的场景下,服务半径较大的网络将会发生拥塞,这同样会造成切换性能的下降。针对传统多属性决策算法的缺陷,本文提出了基于用户体验的切换判决算法,并且设计了用户体验模块,即通过选择具有最小用户体验差异度的网络作为目标切换网络。由于在星地一体化网络中,通信终端需要接收多种无线通信网络的要求。所以本文首先进行了垂直切换机制的研究,分析了星地一体化网络架构,构建了网络模型和用户移动模型,建立了切换场景。在面向高速移动体的切换要求的时候,采用模糊算法设计了速度感知模块,并将其与用户体验模块以及层次分析法相结合,并提出了基于速度感知的切换判决算法。最后通过算法性能的仿真实验验证了所提出的切换判决算法的正确性;并与传统的多属性决策算法进行了比较,证明了基于用户体验和速度感知的切换判决算法可以降低切换失败概率和呼叫阻塞率,从而提高了切换性能,与此同时系统可以保持较高的网络平均负载,这说明该算法在全网资源分配方面具有大优势。
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