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未来通信网络将实现多种接入网络的异构融合、共存互补、协同通信,并支持终端用户和业务的多样移动性。在异构融合网络中,接入网络的异构性,终端用户的功能、性能差异性及业务多样性将给异构网络的垂直切换带来严峻的困难和挑战。本文主要针对异构融合网络垂直切换管理架构和垂直切换算法设计等课题进行研究,具体包括以下几方面内容:
首先,分析和总结了各大标准化组织对异构融合场景及网络架构的定义,并从架构和算法的角度分析了当前异构融合网络垂直切换机制的研究现状,提出了异构融合网络垂直切换问题存在的困难及挑战。
其次,提出了一种基于网络控制的异构融合网络垂直切换管理架构,对架构的主要功能,工作原理,切换流程进行了详细介绍,并给出了该架构在蜂窝网与WLAN融合场景下的部署方案。
再次,提出了一种基于网络联合效用优化的垂直切换算法。针对多种接入技术组成的融合网络,综合考虑用户切换收益、切换成本及信令开销等因素,建模网络联合效用函数,在网络可用带宽、负载状况等限制条件下,通过网络联合效用,实现用户优化垂直切换。仿真部分验证了所提算法的有效性。
最后,针对多种接入技术组成的异构融合网络中,用户因当前通信质量下降需执行切换时,如何优化选择切换目标网络的问题,提出了一种基于电池电量优化的垂直切换算法。通过建立用户剩余电量目标函数,在限制条件下最大化目标函数,可实现优化切换目标网络选择。仿真部分验证了所提算法可实现基于用户剩余电池电量最大化的优化垂直切换。