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未来的无线通信系统将包括各种具有不同传输速率、覆盖范围、系统容量及服务水平的无线接入网络。为了充分利用不同接入网络的优点,向用户提供无处不在的服务并且能够满足用户对业务宽带化、个人化和智能化的要求,异构网络之间的协作和融合是目前人们关注的焦点。异构无线网络的切换技术,是实现异构网络融合的关键技术之一。
过去对切换技术的研究多集中在单一通信系统内,从用户的角度出发,主要保证了话音业务和低速率业务的延续性和质量。在异构网络环境下,还须要从网络的角度重新设计切换管理方案,以实现网络之间和网络内部的业务负载均衡,从而有效地利用网络资源以满足用户对多业务的需求。因此,如何设计出具有高灵活性、低复杂度的网络结构和综合考虑了多种异构网络特点的切换方式是当前研究的重点。
首先,论文介绍了3 G/WLAN的常见的网络融合方案,包括移动IP互联、网关互联、IMS互联以及松紧耦合互联。还介绍了垂直切换技术的发展状况,包括其与水平切换的不同、垂直切换三个阶段的技术现状以及相关切换决策算法。
然后,论文从松、紧耦合方案的缺点入手,引出HCRAS耦合方案并给出其融合结构。我们在网际通信和垂直切换这两方面上,对三者进行详细的分析与比较。数值结果表明,HCRAS在网际通信代价和垂直切换代价上,都要比松、紧耦合优越得多。
接着,论文就FRSS和基于终端速度和概率驱动(SPHO)这两个不同的垂直切换判决算法进行分析和仿真比较。仿真表明,SPHO在切换成功概率、WLAN利用时间和分组丢失概率上,都比FRSS优越得多。
最后,论文还研究了基于网络互操作代理(NIA)的新颖的3G/WLAN融合方案,该方案有效消除了3G运营商与WLAN运营商对双边服务水平协议(SLA)的依赖,增强了网络的扩展性。同时,基于此融合结构,本文研究了基于网络辅助的垂直切换算法,该算法引入了动态边界的概念,可以根据移动台的速度和WLAN小区大小,自适应的调整切换时刻,仿真表明,该算法在切换失败概率、切换虚假概率以及切换功耗上,都要比改进的FRSS优越得多。