移动性管理技术是未来泛在、异构网络中最具挑战性的关键技术之一。垂直切换作为支持泛在、异构的移动性管理技术中的重要控制功能，用于保证用户跨异构网络移动时的会话连续性。接入网络的异构性是支持泛在、异构的移动性管理技术面临的最大挑战，这种异构性体现在网络体系结构、网络接口协议、AAA和QoS等控制技术，以及覆盖范围、数据速率、移动性支持能力特性等各个方面。就垂直切换技术而言，异构性带来了切换性能、切换决策和互操作控制等方面的巨大挑战，现有研究还存在明显的不足：一是切换性能仍需优化。垂直切换要保证与底层接入技术的无关性，必须在高层实现，而这种高层的通用性又必然带来性能上的损失。二是缺乏高效、可行的切换决策方法。垂直切换决策是典型的多标准决策问题，现有研究还存在可行性差、乒乓效应、不利于网络资源有效利用等缺点。三是垂直切换中的互操作问题，用于处理不同接入技术在QoS、AAA等控制技术上的差异。因此，本论文的选题具有重要的理论和现实意义。本论文系统总结了异构网络中垂直切换技术的研究现状和发展趋势，主要研究和解决垂直切换中的若干关键技术，包括典型垂直切换支持协议的性能分析、切换决策方法、连接管理实现性能优化和垂直切换中的QoS映射机制等问题。主要工作和研究内容如下：在典型垂直切换支持协议的性能分析方面，本文充分考虑垂直切换的不对称性和无线链路误码率高的特性，引入统一的分析模型，分析了网络层、传输层和应用层的典型垂直切换支持协议MIPv6、mSCTP和SIP协议的垂直切换性能，包括基本切换信令过程的性能及不对称垂直切换过程的性能，依据典型参数给出数值结果，进行定量比较。并且，基于分析过程和结果指出影响垂直切换性能的主要因素和可能的优化方法。在切换决策方法方面，本文提出一种基于QoS评价、面向应用特性的垂直切换决策方法。其中采用mSCTP作为多接口移动终端的传输层协议，将其多家乡性等良好特性与不确定多标准决策方法相结合。充分考虑了不同应用类型对QoS的不同需求，QoS评价和切换决策针对每个应用单独进行。选择能够满足应用对QoS要求的最恰当的网络，而非性能最佳的网络为切换目标网络。仿真结果表明，本文所提出的切换决策方法能够减少不必要的切换，并且能够在单个应用的性能优化与网络资源的有效利用之间达到良好的平衡。在连接管理方面，本文充分利用mSCTP将基于路径的拥塞控制和基于关联的流量控制解耦合的良好特性，及其对端到端移动性的支持能力，提出一种基于mSCTP实现带宽聚合与移动性相结合的连接管理机制。定义了其中的关键路径管理功能模块，介绍了路径切换过程，并提出一种基于广义路径定义的传输路径子集选择策略。对其带宽聚合效果、传输路径子集选择策略效果和移动性支持能力分别进行了仿真试验。仿真结果表明，本文所提出的连接管理机制能够实现带宽聚合与移动性的有效结合，基于应用特性的传输路径子集选择策略具有明显的性能优势。在垂直切换中的QoS映射机制方面，本文基于对UMTS、802.11e WLAN和802.16 WiMAX等无线接入网络中不同的QoS类定义及其QoS保证机制的研究，分析了垂直切换中的QoS映射机制研究存在的问题和挑战。并基于松耦合的网络互连结构和这些异构接入网络中QoS类的直接映射关系，针对移动用户从UMTS网络切换至802.11e EDCA、802.11e HCCA和802.16等场景，对QoS映射后的业务流性能进行了仿真试验。