无线网络LTE-Advanced的垂直切换解决方案概述

1、无线网络LTE-Advanced的垂直切换解决方案概述(只是一个翻译,不是很懂!)摘要：许多无线电接入网络通过汇聚而形成一个无缝异质的无线通信网络环境，从而能够满足无线通信业总能（实现）最好连接的模式，在这种条件下，各种移动设备能够访问多种类型的应用和服务。然而，实现这样里程碑标志的技术必然有难度，为此本文试图强调采用一些基于无缝垂直切换技术实现技术挑战。文章给出了流动性管理过程的一般概述，其中包括对多归属移动性协议的简要说明，且将焦点放在了垂直切换决策技术，突出了一些无线电接口标准且分析了一些切换的方法。本文提出了将高速智能层间网络选择作为一个新的切换方法，通过该方法在候选的网络中选择最佳网

2、络，此间又能实现要求的服务质量，切换延时和改进数据比特率。关键词：层间的网络选择；垂直切换决策算法；多宿主；异构无线网络；移动性管理协议1 简介过去的十年中，无线通信网络的历史性演进已经取得了巨大的突破记录。无线环境的复杂属性会使网络在提供给推崇用户的高数据率及其好的服务质量要求方面的有效性变得很难或几乎不可能实现。为了完成这些要求，4G无线通信系统采用协调异构无线技术使用户在任何地方、任何时候都可获得连接。无线网络的异构性包括了多种无线电技术的整合，这些无线电技术包括LTE/LTE-Adanced， UMTS，HSPA，GPRS，GSM，WiMAX和WiFi。整合这些独立的网络的目的是实现对

3、于高数据速率和良好的QoS需求，以支持多媒体在精度水平流1-3。因此，在满足无缝切换、高QoS的支持、资源分配、移动性管理和安全性的要求前必须对他们做恰当处理。作为实现这一目的的策略之一，当移动用户设备在移动中从一种技术转换到另一种技术时，引入的切换机制可以定义为为用户设备重新分配资源的结果。一种主要基于所接收的信号强度（RSS）的水平的跨技术切换过程，被称为水平切换（HHO），其发生在UE切换接入点（APS）或e节点B，而且同时能够保持在相同网络。别外一种是UE的连接是在不同接入网络之间切换，该切换称为垂直切换。由于使切换过程变得更复杂可能的多重叠的无线网络的出现，这项技术成为可能为解决该状

4、况提供方法。图1显示了两个不同的（水平和垂直）的切换过程的情形。 本文的重点是为了突出网络接壤处问题的移动性管理的垂直切换。能确保用户无缝漫游的目的，完成在决定用户的移动性需要的技术，以及所述移动性协议需要完成怎样的任务等方面，它的重要性尤为体现。该标准对用户移动性中执行的算法进行设计，其目的是采用确保强劲，快速和精确的垂直切换判决决策在许多网络之中选择优选的网络。但是， IP地址确定性和移动协议下相同的路由则允许的用户同时连接多个无线网络。 VHO决定分为三个阶段：信息收集或系统发现，切换决定，并且切换执行1，3和4。在系统发现或有时被称为信息收集，收集所需的所有触发垂直切换过程所需的信息，

5、该方法同时用于了网络以及客户端。收集到的信息用于评价基于在切换判决阶段所需的应用程序下的候补网络中的优选网络。一旦在切换执行阶段选择了新的接入网络并建立了新的连接，那么由以前的无线接口管理的所有资源，随后转移到新成立的路由路径。费尔南德斯和Karmouch6透露了新的视野：现在的重点是切换架构，因为自从他们的出版物在IEEE802.21MIH框架中提出这个新挑战，就开辟了在这一领域的新的研究工作记录发展，并且在分析了流动性管理全IP无线网络。因此，这项工作的重点在于检讨各种垂直切换的策略，以及检讨当前任务相对来自其他垂直切换技术的缺陷在未来研究中所具有的优势。垂直切换决策机制和流动性管理协议并

6、不是一个新事物，它在许多文献中都提到并有广泛的讨论。因此，本文在提供当前该领域的发展和移动性管理协议下确定VHO决策时试图给予常规性的概述，并且支持备份网络接口，以增加网络连接的可靠性。本文的其余部分布置如下。3GPP和IEEE802.xx起草并设置RAT接口标准的内容（包括建议垂直切换移动性支持工作）将在第二章中讲到。简要详细描述互通的异构无线网络，其中包括蜂窝无线移动通信系统（GSM），高速分组接入（HSPA），通用移动电信系统（UMTS），长期演进（LTE），无线互操作性微波接入（WiMAX），蜂窝型基站和无线保真（WiFi）将在第三章讲解。第四章中强调了在垂直切换系统发现阶段中不同类型

7、的参数收集情况。第五章中将对研究中的不同的策略及各种算法进行了分析，并在此基础上将这些算法与本研究中的算法做一个一个比较。第6章讨论的VHO机制的最后（执行）阶段。第7章介绍了多宿主和相关的移动性管理协议。第8章总结全文。2.标准标准化是制定和实施可接受的具有独立互操作，兼容，安全和定性质量的技术措施或规范的简单过程。在无线通信中，标准化机构（3GPP，3GPP2，IEEE，ETSI，IETF，ANSI，监委会等）都高度重视具有衔接，合作，互操作性，集成和互联互通等方面的标准问题。这些集合的规范在ISO / OSI网络参考模型的不同级别或层中体现如图2所示。2.1 3GPP被称为第三代合作伙伴

8、计划，3GPP是工程国际电信联合会（ITU）的范围内的一个标准组织， 在GSM5提供的基地建立下开发第三代和下一代无线技术。该组织负责UMTS标准，以及HSDPA，HSUPA，HSPA +和LTE。第三代合作伙伴计划（3GPP）联合6电信标准发展组织（ARIB，ATIS，CCSA，ETSI，TTA，TTC）并称为“组织合作伙伴”。 该集团负责定义3GPP技术的生产报告和技术规格。该小组的工作还侧重于整合3GPP和非3GPPP各级网络的异质性7。3GPP-WLAN互通创造了六种情形，包括;访问控制，普通的计费和客户服务，分组交换业务，无缝服务，服务的连续性，以及电路交换服务。这些方案考虑到了在W

9、LAN，安全的客户关怀（松散耦合）和收费管理8下提供访问分组交换业务（几近耦合）的三项功能： 增加网络集成服务，涵盖计费和3G/WLAN互通。3GPP-IEEE802内部工作方法的各方案特性总结如图3所示。由于考虑到IEEE和3GPP工作组不同的任务规定，IEEE802.16xx和LTE之间的互通（切换）似乎采取不同的尺寸。如果切换到从IEEE802.16m转换3GPP（LTE），则有可能使用两个第2层传输协议，因为它允许RAT间切换相关的信令从UE直接向相应的网络实体开关来准备和执行交换。接下来是采用IEEE802.21媒体独立切（MIH）协议9，使得UE能够与IEEE802.21代理的通信

10、服务器适合于协商UE以用于RAT间切换不同的网络的功能。2.2互联网工程任务组（IETF）互联网工程任务组（IETF）是背负着定义标准因特网操作协议（如TCP / IP）责任的机构。IETF标准以征求意见文档（RFC）的形式表示。类似分类几个工作组，IETF的“移动性对IPv4”工作组专注于第3层（L3+）及以上OSI模型中异构网络融合的条款。该系统整合可以是微距移动性支持10或IPv6移动性11，它允许一客户端在移动过程中，维持其源地址。此外，IETF正在做安全性，计算能力，授权，认证（AAA）支持，扩展和部署所特有优化等问题。2.2.1IEEE电气与电子工程师协会标准协会（IEEE-SA）

11、是IEEE的组织，其开发了众多行业的全球标准，包括：电力和能源，生物医药和医疗保健，信息技术，电信，交通，纳米技术等等。EEE-SA或者是更为熟知的IEEE不是任何政府正式授权的个体，而是一个正式被国际标准组织（ISO，IEC，ITU，CEN）和国家标准团体联合会（美国ANSI，德国DIN，日本JISC等）7,12认可的组织。在IEEE内的两个工作组参与制定垂直切换和异构的网络一起协调工作的标准。2.2.2 IEEE802.16e和IEE802.16m这是一个4G移动网络做出规定更高切换功能的目标。现采用两个机构：1）网络拓扑：通过广播方式利用周边无线基站获取移动用户设备有用的数据2通过扫描切

12、换过程获取移动用户设备有用的数据。IEEE 802.16m标准不仅支持快速切换的要求，而且有利于毫微微型节点和传统移动设备的WiMAX系统中的基站之间的切换，其中毫微微型节点和基站之间的切是由RAT实现的13。系统信息的交换发生在不同的相邻基站802.16m系统的接入点之间。最后，802.16e标准的RBS系统信息可转换为802.16m标准的RBS系统信息，表明其同样支持802.16m标准的手机终端。同样地，以相同的方式，802.16m也可切换，切换过程可发生在由802.16m到802.16e，反之亦然。此外，引入的RAT间测量和报告作为另一种机制，其依赖于移动台的同时连接到两个服务BS的能力

13、，以及任何基站在越区切换时在不同RAT网络中操作的能力。2.2.3 IEEE802.21这个工作组，被称为媒体独立切换（MIH）团3上,其工作的标准可以支持无缝移动。它的范围是协助IEEE802和非IEEE之间一样切换处理方式且独立于特定接入网络功能（即蜂窝网络802的接入网络执行媒体无关切换（MIH）14。机制构想能够明确说明链接的恶化或通信即将崩溃。为了执行满足特定网络要求15,16, 报告异常采用机制转发重要和有用的信息到作出决定有关流动性的命令。 该MIHF可在两个移动UE中找到，并能够在eNodeB协议栈中提供三种类型的服务，即：介质独立事件服务（MIES）介质独立命令服务（MICS

14、）介质独立信息服务（MIIS）MIES的功能是在本地和远程接口检测事件发生并报告这些事件活动。如图4所示，服务内容是由底层向高层提供的，提供给高层的高层有链路不可用或链路恶化事件等。MICS在另一方面，能提供更高的层用命令（网络配置和扫描网络可用性）由于控制下层有关切换的问题。 MIIS是不经常使用类型服务的一部分，但是这里必须重视，因为它是用于判定切换信息负责检索的。这样的信息的本质可能是静态的链路层参数（例如信道信息，或者接入点（AP）的介质访问控制（MAC）地址）。对于有关切换的IEEE802.21标准全面性，切换准备和启动都清楚说明，而切换执行则由高层移动性管理协议考虑，如移动的IPv

15、6（移动IPv6）17。对于有关切换的IEEE802.21标准全面性，切换准备和启动都清楚说明，而切换执行则由高层移动性管理协议考虑，如移动的IPv6（移动IPv6）17。由IEEE802.21接口用来触发并准备切换到一个新的链接的机制是如图5所示。这表明每当达到一定的阈值时越区切换启动静置旧设备应该能够同时记录和报告测量值，因此机构包括新链路发现，旧链路配置和无线电测量报告的步骤。然而，切换准备可以通过扫描在UE的覆盖范围内RAT中与前面提到的各种IEEE802.21服务协助实现，这些服务包括MIES，MICS和MIIS。根据18，DYSPAN-SC（IEEE1900.1）标准出版于2008

16、年9月，其标题为“IEEE标准对于动态频谱接入网络（DYSPAN）的定义和概念“，它是涉及新出现的无线网络中系统功能和频谱管理的一个术语。这是面向解决在异构网络中频谱共享中频谱稀缺问题。3GPP，DYSPAN-SC将有助于系统架构优化在1900.4WG开发异构无线网络中无线电资源的使用情况。3异构网络融合各种无线接口的存在性体现在通过接入网络互相连接，从而使得用户始终在互异的网络中获得最佳的连接（ABC）网络。该发展给在电信行业以及在学术界的研究人员带来了巨大挑战。与起先的通过无线广域网（WWAN）的无线个人区域网络（WPAN），无线局域网（WLAN），3GPP技术（EDGE，HSPA，UMT

17、S，LTE）在到非3GPP（的WiMAX，无线网络，无线宽带，的WiGig等）标准，异构无线网络相比这些范围内的网络，当之无愧的实现了互连，其目的都是为客户提供良好的服务质量。3.1LTE/WiMAX和WiMAX/ LTE融合 随着3G/4G无线技术的出现，研究人员和电信业中场组织者主要面临的挑战是如何使传统网络可以最大限度地利用新技术，而不必花更多的钱。两个主要的集成架构模型之间的3GPP和非3GPP接入网络的互操作性在文献已描述了：松耦合和紧耦合，如图3所示。3.1.1松散耦合松耦合系统通常是基于消息的系统，此时客户端和远程服务并不知道对方是如何实现的。客户端和服务之间的通讯由消息的架构支

18、配。只要消息符合协商的架构，则客户端或服务的实现就可以根据需要进行更改，而不必担心会破坏对方。松耦合通讯机制提供了紧耦合机制所没有的许多优点，并且它们有助于降低客户端和远程服务之间的依赖性。但是，紧耦合性通常可以提供性能好处，便于在客户端和服务之间进行更为紧密的集成（这在存在安全性和事务处理要求时，可能是必需的）。3.1.2紧密耦合紧耦合就是模块或者系统之间关系太紧密，存在相互调用。紧耦合系统的缺点在于更新一个模块的结果导致其它模块的结果变化，难以重用特定的关联模块。松耦合通讯机制提供了紧耦合机制所没有的许多优点，并且它们有助于降低客户端和远程服务之间的依赖性。但是，紧耦合性通常可以提供性能好

19、处，便于在客户端和服务之间进行更为紧密的集成（这在存在安全性和事务处理要求时，可能是必需的）。3.2LTE /UMTS和LTE/ WLAN融合随着长期演进（LTE）正在取得进展到无线通信的家庭，已经出现新互通技术能够处理若干无线网络互连的问题。LTE依赖于增强的UTRAN，其被标记UMTS演进陆地无线接入网络（EUTRAN）11，13。通过多址设计，EUTRAN功能性的能够建成由无线电接入和核心网络中的网络结构架，并排除了在LTE基站（eNodeB）的无线电子系统（RLC / MAC）的所有功能。3GPP中，通过LTE实体设置用于LTE家庭，表征互通作为一个跨技术可移植性用于LTE和非3GPP

20、技术17，如图6和7分别描绘。LTE /LTE-A依赖于系统架构演进（SAE），以保证在3GPP网络内的互通兼容性。然而，流动性为跨eNodeB的切换由服务网关（S-GW），系统架构演进（SAE）的子组件提供。相比3GPP和非3GPP网络，因为该过程在互联网OSI模型层2中执行，故其处理更简单。别一方面，因为该过程发生在较高层（MIP），则移动性看起来更复杂，因为在分组数据网络网关（PDN-GW）中所述的SAE提供IP接入10。4.信息采集在引言所说，垂直切换过程划分为3个阶段。其中之一是信息收集，或有时被称为系统发现。UE通过该网络系统，以便找到任何可用和适当的网络，可以切换到提供服务的周期

21、性扫描的过程。大多数时候，该过程被触发时所述服务网络的信号强度可以是弱的，因为拥塞从有限的信道的可用性产生的降低的QoS要低于某一阈值电平的结果。从扫描过程装置的连续记录的结果中关于QoS和网络可用性指示符被收集并连配合适当的明智的选择，可能已经履行所有条件必须作出决定以执行VHO（图8）的目标网络。4.1VHD网络选择标准在任何垂直切换过程，标准一旦被设定，就可确定可测量的品质，进而显示该网络准备就绪/接受程度，最终实现切换。这些主要是对网络条件和系统性能的测量。此外，这种措施有可能被用于拥塞控制的管理和负载平衡。灵敏度（接收信号强度）是非常重要的指标之一，表示可用性或无线网络的非可用性的接

22、收信号强度，其与网络覆盖有密切关系。在UMTS网络中，RSS被定义为每码片的功率密度在频带分割（CPICH的Ec /否）20所接收的能量，而在无线局域网，它被称为接收信号强度（RSS）。这些参数被由UE在物理层连续更新，在该层上这些参数被测量用于监控服务网络的可用性。因为UE与服务质量有直接关系，所以考虑移动UE的接收信号强度是很重要的。带宽可用带宽是表示以每秒比特提供数据资源的量度。它是通信状况在接入网络以及对于具有直接影响QoS的延迟敏感的应用的一个重要指标。具有这两种技术（WLAN和4G）共存且具有可接受性的信号电平，然而在带宽可用性散度上其已成为一个重要的标准。信道可用性（链路质量）：

23、该指标与链路质量或通道质量关联，这些指标包括：比特误码率（BER）：它能提取关于传输介质的质量或链路可靠性信息。它是该网络的要么支持需要高度可靠的链接或不实时应用（例如VoIP）的一种能力。因此，需要高BER的应用大多得不到支持，原因在于寻求高度可靠的链接需求是有困难的。信干噪比（SINR）：在通常无线通信机中考核接收灵敏度大小是用信噪比（S/N）作为依据的。信噪比是在接收机接收到信号经各级放大、解调最终到达终端（如扬声器）上的信号与噪声的比值，其灵敏度的好坏与接收机本身的性能关系极大。对于SINR，服务交付和可靠性的优良品质要求的应用程序很容易陷入这个烂摊子，因为它也影响到VHO决定虽然假定

24、相当网络之间共享网络负载带宽视为客户端，但网络负载的问题已经成为垂直切换决策的关键（VHD）决策。在WLAN网络中，其看似简单但影响是极大的，这也是每个用户分配一次有高数量的低带宽用户访问网络的简单原因。因此，每一个网络获取有关负载早期信息都可能会阻止新的连接，一旦负荷高就会有利于每一个服务的客户端以维持可以接受的吞吐量值。这同样适用于UMTS和LTE网络，因为只要负载信息被认为是越区切换的度量，则它可以防止UE被拒绝。安全性是至关重要的，以确保无线网络抵抗入侵者和可能的风险，特别是有线网络和无线技术相比时。该标准已经成为考虑的重要问题，垂直决定切换如图9所示。4.2移动UE相关它涉及所述用户

25、设备的移动性模式和其能力，以保持电池具有更长待机时间：做何决定时，速度的一个重要参数。移动UE具有WLAN覆盖范围迅速的倾向，而从蜂窝网倾向很可能会导致不希望的多个越区切换可能，进而导致延迟和高网络信令开销交叉。UE的电池在它的资源消耗更多的能量下迅速切换到一个消耗更少的区域以延长电池寿命。4.3服务相关部署新的移动网络技术从来都不是一项简单的任务。当新技术需要与现有无线技术无缝、高效地交互时，尤其是当运营商面临巨大的卓越用户体验的商业压力时，这项任务就变得更加复杂。4.4用户优先性原则VHO决策成本和服务质量的影响：关于优选的QoS的QoS用户应用需求有很大的不同，因为这取决于应用的移动用户

26、，用户设备，网络容量和能力等的通用性的优选类型。成本费用是综合覆盖面差距情况、空中接口和网络条件决定的，服务提供商在考虑明显影响用户成本或服务质量作为折衷决策下，执行发散方案和速率收取他们的网络的用户。这几乎是不可能单独解决很多切换的决策参数，因为它们是紧密交织在一起。无一例外，最好是考虑基于多标准的切换，因为它会满足服务提供商实现他们的愿望，这些愿望有系统需求和用户偏好，但为更广泛的条件，决定算法看起来更复杂，可导致延迟，成本和降低服务质量。5垂直切换判决垂直切换决定（VHD）制定，可以说是评估候选的无线网络的过程。这种处理的结果变成是合适的网络的选择，用于移动UE切换开关在有关网络该时间信

27、息以同时选择的标准正在聚集。VHO的算法是复杂的，其可靠性依赖于所选择的标准的动力和可用性，这在第4节中已经讨论。对于该VHD策略部分内容在此展现。该算法可以分成以下几组：作为标准化的参数、以知识为基础的系统，算法、加权和使用有采用层次分析法（AHP）与灰色关联分析（GRA），算法和算法使用各种优化技术成本函数的马尔可夫决策过程（MDP中），如图10所示。5.1基于VHD算法功能（函数）这样做的目的是通过对成本、服务质量、可靠度、能力和兼容性参数进行加权和，以实现最佳候选网络的连接。所述移动UE从现有服务的AP接收到的信号强度受到质疑，因为它涉及到延迟和数据传输速率。另一方面，该网络是在每个接

28、口提供了有关带宽可用性的信息，同时考虑了从接入路由器到骨干记录的延迟。在确定相对于输入参数的重要电平时，采用权重策略。5.2以用户为中心VHD算法这些策略的顾虑主要在于关注网络的用户，而不是网络满意度。该规范用户初始的关注点，这使他们无论是在成本上还是在服务质量上都要做出权衡决定。作为解决非实时流量问题，以用户为中心现已经提出21。移动UE扫描所有候选网络进行预测可能的数据速率，然后将其传送计算平均数据速率的传输。最后，用户追求网络可用性，消费者剩余功能指明了网络成本费用之间和实际选择的最佳网络之间的差距。 Calvagna等在22中定义用户为中心的决策算法，使得最终用户能够选择最佳首选网络的

29、控制权。在这种情况下，表达“最佳”是指用户连接到网络的时候选择偏好的一个相对的术语。用户可以不惜任何代价选择将服务质量作为优先选择的应用程序，或者更确切地说，选择保存的连接成本以保证链路质量。通过使在适合位置进行策略切换决策，使得网络用户就喜好而言，其成本问题可以放心。5.3多属性决策（MADM）在多个备选方案（接口）和属性（接口特征，用户偏好.）提供的选择方案中选择一个接口，这是决策问题。处理关于选择接入网络的问题，最好的方法是定义设置感兴趣的参数，制定基于这些成本的函数。考虑的参数可能包括预期的数据速率，分组丢失率，抖动，货币成本，电池消耗和延迟。 几个决策方法20-23已经提出了接口选择

30、，例如SAW（简单加权），WP（加权产品）24和TOPSIS（技术偏好的逼近理想解法）20，23，多属性决策（MADM）是最有前途的方法之一20-22：简单加权（SAW）是一个成本函数算法，需要参数作为输入，并称为所选参数的归一化值的加权和也被称为简单加权（SAW）24-26。每个候选网络i得分是通过将每个视为参数里j乘以权值分配到属性中的归一化。网络选择的值是一个最大比分26，如下式：以N作为参数的数量，M是数目标网络。技术偏好的逼近理想解法（TOPSIS）。这是目标网络作为最接近网络时最好每个个体度量被认为18，25，26选择一个理想的网络选择。如果为相对接近（类似）可用目标网i的一个理想

31、网络，那么在网络的选择将通过如下表达式来选择：算法采用层次分析法（AHP）和灰色关联分析（GRA）接入网络选择算法采用运用层次分析法（AHP）与灰色关联分析（GRA）计算。AHP通常用于决定各个评价标准的相对权重，而GRA用于排序网络的替代品，以选择排名最高的。AHP这种方法既不单纯追求高深数学，又不片面地注重行为、逻辑、推理，而是把定性方法与定量方法有机地结合起来，使复杂的系统分解，能将人们的思维过程数学化、系统化，便于人们接受，且能把多目标、多准则又难以全部量化处理的决策问题化为多层次单目标问题，通过两两比较确定同一层次元素相对上一层次元素的数量关系后，最后进行简单的数学运算。即使是具有中

32、等文化程度的人也可了解层次分析的基本原理和掌握它的基本步骤，计算也经常简便，并且所得结果简单明确，容易为决策者了解和掌握。所选择的网络，然后假定为非常接近理想的网络18。对于GRA，所选择的网络是：加权产品（WP）WP为横跨属性制成具有类似于SAW的方法的值的乘积。VHD据说是组行的矩阵状的i。对应为i的网络和相对应的属性（延迟，带宽等）是每列j。网络得分的由下式确定：其中是目标接口i的属性j，代表权重属性j的和。提出正面和负面分别的效益指标。以最低的成本值被认为是最佳的成本指标，而对于一个好处度量，最大值是最好的。网络i和积极理想之间，其实存在着数值比如下：其图形分析如下：该网络用于选择由下

33、式获得：5.4利用马尔可夫决策过程（MDP中）的VHD算法马尔可夫决策过程（MDP中）也是很受欢迎的切换决策方法之一，其包括了五个要素：决策时刻，状态，行为（操作），跃迁概率和成效20。在该决策的每一个步骤中，移动节点采取任一个决定必须留在当前连接或将要执行的越区切换过程中。关于可用连接用于决定和建模的信息被用作为输入状态。我们所说的成效通常是指由选择的网络所提供的信息反映服务质量（QoS）和体验质量（QoE）。决策过程如果决定仅是基于当前的状态和行为28的过程，我们称其为马尔可夫决策过程。该网络的下一个状态预测采用马尔可夫状态转变概率函数。网络的回馈函数是基于信令开销以及当当前的状态和所选择

34、的网络动作的链接成效来定义的模型，因为它的自适应性质在该网络信令负荷的重路操作上的复杂度变得适用于广泛的场合。29，30 上下文强调性的提出了一个用来整合更高层信息和用户的框架。作者认为两种方法都能作为决策标准使用加权马尔可夫链（WMC）决策机制来选择最优网络，如负载，字节，抖动，延迟，丢包和带宽数据的成本投入时播放等。决策过程有四个阶段;（i）建造一个加权马尔可夫链的转移矩阵MC的，其具有平稳分布向量SD；（ii）计算；（iii）决定标准化因子的权重（iv）选择喜欢的界面，做到延迟期限性能比TOPSIS方法更好。5.5基于模糊逻辑VHD基于知识的系统中，由于它们的功能是以简化决策过程和识别接

35、入网络选择模式流行功能。是最常见的是基于模糊逻辑或神经网络系统。基于模糊逻辑的解决方案通常使用的切换准则有RSS（接收信号强度），SNR（信号噪声比），切换时延，数据率，延迟和抖动值，形成模式向量。移动节点保持列表模式向量，并利用模糊器来确定由何种接入网络、接入点或基站连接。然而，神经网络训练用于第一点切换决策的某些参数不好预测。在【23】中提到，基于模糊逻辑控制（FLC）的模糊多准则垂直切换算法是由horrich等人提出的。多层感知器神经网络（mlp-nn）采用强化训练作为解决VHD以适应环境的变化和流量变化。然而，在 31 中，类似的算法有自适应多标准切换决策算法和基于改进Elman神经网

36、络和模糊推理系统（FIS）。有用的“FIS的规则”在UE速度、预测UE数目和带宽均为输入参数来决定切换。另一方面，男性是人数预测用户，从而成为FIS的一个关键变量。同样还有 26 等人。 32 中，各自的研究提出了上下文感知的由模糊逻辑和其他指标如锯和层次分析法相结合确定访问接口选择的垂直切换算法，如图12所示。5.6垂直切换评估指标用于该VHO决策的机制可以使用切换时延测量，VHO阻塞率，成本和移交的数目和总吞吐量的会话中的移动性模式来交叉检验。VHO延迟中垂直切换正在处理和三个阶段被认为是周期的，即：网络信息收集，网络决定，并执行网络。度量所考虑的决策标准和VHO的复杂性，这二者有密切的关

37、系。放慢即时应用，乒乓效应显着减少与移交数目也减少了，这有助于维持网络资源。吞吐量交接指标作为一个网络提供更高的吞吐量的参数，其中阻塞率的结果发生是由于不正确的决定像目标网络或缺乏足够的不可用资源。5.7另一类利用数学模型5.7各种VHD战略/技术的比较垂直切换决策策略是一个复杂的计划，需要智能化的考虑和权衡。它应该是灵活的，有效的，因为这也适用于两个移动用户和网络运营商的策略或规则和标准。该策略利用像多标准的选择，效率或所需特性相比服务。多标准解决方案似乎是用户考虑的（用户偏好）或用户满意度在垂直切换决策策略的一个重要方面。此外，以用户为中心（UC）和环境感知（CA）的策略也与此有关。涉及几

38、个共同的特点不同的策略：效率，灵活性和复杂性被比较以获得具有良好的性能（效率），精确决定候选网络的可能性;由弹性切换判决机制从整个切换管理过程的分离和其适应具有附加参数或功能。成本或效用函数（CF/UF）使用垂直切换政策实施似乎更灵活，但在这方面，提供实时应用效率较低。使用FL和MADM算法分析VHD的复杂问题。上下文感知（CA）的策略，在异构无线网络（HWN）环境确保保持高的灵活性和高效率。不同的技术中的VHD用于网络选择的一般比较由表1中提供，该表是一个简短但详细的解的表。然而，关于实施该VHD的复杂性，焦点被引导到一个事实，即在该方法的算法和计算是本身复杂性。由于基于策略的人工智能（AI

39、）的复杂拓扑结构，实施这种算法显然更为复杂和困难的。此外，考虑到模糊逻辑与神经网络基础的战略合作化合物的复杂性，因此只有少数情况下参数被考虑实施，故其非适宜UE资源有限。另一方面，MADM方法的应用简化了计算，并且可以更容易地进行比较CA至FL/ Al策略。多个决策标准同时评价结果是对FL，MADM和CA的战略优势。但是，应该指出的是，FL提供必要的工具，以应付决策策略的不精确性，因为一些决策标准是不精确的或已经丢失了。因此，涉及模糊MADM战略组合已经证明是更好的了。所有VHD策略支持的服务，如Web浏览、文件传输等（非真正的实时应用程序），除了传统的和以用户为中心的策略（UC），都不支持实

40、时应用程序（或语音流、视频会议）等。CF策略一方面背负评估垂直切换决定哪个以确保UE的无缝切换，同时在另一方面，采取配合许多UE同时决定同步切换的稳定性。这就是为什么其他特征，例如越区切换性能的稳定性依赖于负载平衡，并避免不必要的切换（在越区切换延迟，丢包率和吞吐量方面），在表中我们发现切换性能强烈地依赖于服务应用程序类型（实时间或非实时）33。此外，移动IP功能支持两种接入网络之间的一些具有共同的特征8，12，18，24，27，32策略和评价：WLAN和蜂窝网络，如GSM，GPRS和UMTS26，34-36。根据表1中给定的垂直切换决策策略比较，CF和CA的策略似乎满足简单性和性能的关键特性

41、。FL和CA和略组合，可以更好地提升MADMVHD。一方面，FL可以提供一个强有力的数学框架8,36，而上下文感知管理上下文信息并评估上下文变化来选择适当的适应方法，如垂直切换27，32。6切换执行这恰好是交换两个或多个网络之间切换过程与消息的最后阶段，其能切换移动用户从一个网络到另外一个。这是一个预定的办法，至少认为破坏了基础设施存在的实施问题。6.1切换执行策略当移动用户移动时，信干噪比（SINR）到服务基站可以低于可持续的水平。因此，UE需要执行越区切换。移交执行可能使用任意的四战略之一，即;网络辅助垂直切换（NAVHO）：其中，交换关于UE的垂直切换判决的网络之间的信息是由服务网络为服

42、务改善和容量整体质量促进的。移动辅助垂直切换（MAVHO）：垂直切换的决定是在移动UE的自由是否监视可用基站的信号之后切换到另一网络。网络控制的垂直切换（NCVHO）：这是由网络发起的，如通过网络控制解决运营商的负载均衡和流量管理技术。移动控制的垂直切换（MCVHO）：这是一个关于移动UE测量的接入点的信号来触发越区切换，它是由所述移动设备控制。6.2流动性移动性管理被认为是平滑切换的主要内容，因为它包括：移交和位置管理37。位置管理涉及移动UE位置的位置，以便触发并连接，但是另一方面，越区切换是某无线电接入技术或跨无线接入技术传输资源的能力之一。它们也可以被归类为域间（宏移动）或帧内域（微移

43、动）的切换。多个接口异构无线网络需要的解决方案，超出了第2层（数据链路层）以管理更高层UE的位置的流动性，在一定的地方和时刻以利用所有可用的技术。如今可用的所有解决方案在较高（网络，传输，应用程序）层。此外，还存在跨层设计的解决方案，以及在网络栈新引入层的解决方案。然而，不同的无线技术与能够支持各种属性和协议同样可以很好的处理新兴设备多归属问题的融合。6.3多宿主移动流动性的另一种类型被定义为多归属，在单个移动UE并行使用多个IP地址或接口，能提高网络可靠性和精确连接。而对于因特网连接的替代品，只使用一个单一的地址是有风险的，因为它会容易出现网络故障。然而，用户端可以自由地利用多归属，越区切换

44、通过从一个接口到另一个切换，只要链接的质量是可靠连接的就行。建立连接到多个地址将使多归属协助改善网络的稳定性换算成连通，从整体上有了显著提高。一个流控制传输协议（SCTP）的特点，在38多归属为关联到单个SCTP端口的多个IP地址进行描述，为两个远距离节点提供冗余功能。发射机选择称为主路径的可用于发送到一个多穴节点，并发送数据到可能的IP地址中的一个。然而SCTP探讨的是以准备主链路可用性的其他替代路径。其同样是基于SIP的多宿主移动性管理（SM3），提出了切换过程中允许维护会话连续性。7快速智能层间网络选择（FIINS）调用UE的垂直切换操作能力被称为垂直切换的决定。这样切换的决定是基于该决

45、定是否有必要交出或不交出的规则，如有必要，则要交出其中的接口。包括许多策略部署用于执行垂直切换的方法在前面已经提到。然而，触发阶段中VHD也有划分，不同的参数的VHD正在不断被所有网络和网络选择阶段，根据标准的VHD作出决定监测。一些的切换判据涉及低切换延迟，包丢失，在GOS形式的网络性能，并有更多的尚待解决的问题。为解决这些问题，并确保快速响应，用于选择请求合适的后选的网络，快速跨层网络选择（FIINS）技术，提出了改善上述挑战的规模。该提案的概念信息流动，只侧重于层2和3是，其描绘如图13。我们打算设计一种快速层间方案VHD算法，其中的标准垂直切换触发和网络选择换算成改进的总体服务质量将改

46、善信道（链路）质量。链路层由发送优先级或虚拟通道39的方法也可以提供QoS支持。7.1 选择目标网络方法用于网络选择的方法有两个阶段：与预测功率电平的灵敏度（RSS）垂直切换，预测以确定最佳网络切换。另一方面，该方案采用多项式回归来实现与磁滞合作的RSS预测来监测UE的与候选网络的接近程度。然而，在其他阶段，马尔科夫决策过程（MDP）用于确定越区切换的成本和网络以最少的成本最终成为要选择的最佳目标网络。预计到显著减轻切换，加权的GoS网络利用率大大提高。7.2切换丢包和延迟该提案限定切换延迟是在哪个UE未能发送或接收由于切换程序的数据包的时间窗口。它是UE的损失连结，其中，服务基站（BS）的第

47、2层直至遇到这样的时间时，它才开始接收，或由候选BS传送来自新分配的IP地址的数据包的间隔。切换延迟包括IP连接，位置更新延迟和层2（L2）切换延迟26，27，30，并可由下式表示：使用以下参数：DHO-HO延迟。DL2-L2链路切换延迟是4G网络的L2HO延迟。DIP-IP连接的延迟。它包括潜伏期如IP地址获取，IP层移动检测和配置时间 用于UE的结果。DLU延迟位置更新。这些数据包转发到新的IP地址，并且绑定更新的延迟。延迟DL2形成的IP移动性管理协议是一个重要方面。如果L3HO早期触发，那么即使工作时间保持不变DIP也很可能功亏一篑。然而，DLU主要依赖于更新消息路径长度。因此显然，微

48、移动性管理协议的主要目的是通过减少DLU来减少HO的等待时间。在IP地址解析中ARP起着显著作用，并在绑定更新的传输中也起着显著的作用。也就是说，该MIP何延迟可以从以下表达式推导：丢失的分组何时在MIP的数目是在这里，P速率是数据包到来等HO延迟的速率TNAR-MS手段是数据包传输从一个新的接入路由器（NAR）至UE的单向延迟。因此，一个从NAR发送给UE时所接收到的分组往返延迟是必要的。7.3一些结果基于早先在这项工作中给定的垂直切换判决策略的比较分析，我们选择每一个特别的最好的方面的优势建立我们的策略，采取最有趣的解决方案和策略。从一开始，一个多标准解决方案是必需的。信息来自UE终端和网

49、络都应该被用来作为多个条件足够有用，以避免错误的切换决定和性能不良。由于垂直切换决定的最终目标是通过最大化的总奖励价值优化网络，研究人员打算采用马尔可夫决策过程（MDP）来解决垂直切换决策问题，实现FIIS（第7章讲诉）。初步仿真进行评估的网络性能和其他现有的算法作出比较。MATLAB中的仿真来分析UE速度的作用，越区切换过程，如图14A、B图中的情节。图14A说明了越区切换下移动UE的不同速度值数量，可以观察到该切换的数目随平均速度而减少。这是因为，在速度的下降相应地延伸WLAN，这大大降低了乒乓影响的垂直切换的连接（停留）时间。作为它的高比特率和低成本的结果是，在此方案中WLAN变为了使用

50、的优选网络。观察到的应用信号强度阈值（混装）低值导致高利用率的WLAN。这是因为在WLAN中混装的减少增加了移动用户的持续时间（停留），这提高了网络的利用时间。然而，减小混装不统一，这会对通信的质量有影响。从图14b可以观察到，延迟采取增加的决定，作为平均速度的值开始下降。这是因为这两个开始和KMO受着的阈值和平均速度值由UE在无线局域网的连接时间也增加的数值。与延迟和成本之间存在的关系，所述延迟阈值降低，而在相同的混装值的总成本增加。因此，混装的值可以以一种方式进行调整，以降低网络成本，从而降低了网络的消耗和保证的QoS用于UE。8挑战/开放性的研究问题近年来已经出现了一些显著改善VHO技术

51、。这是因为研究人员在紧张的工作中这方面的努力取得积极成果。尽管有发展，但很多悬而未决的问题依然存在，因此需要进一步关注。其中的一些问题包括以下。8.1评价方法不同的作者对VHO做了评价，通过不同作者对具体研究目标等输入参数研究，同样反映了他们的建议，方法和指标都相当异类。这被认为是一个缺点，因为它阻碍了提案之间的公平比较，从而限制了它们的用途，并在这一领域阻碍了研究。因为来自不同VHO相关作品，有些聚集度量的异质性文献，他们的度量和参数被分类作为信息源（即网络，用户偏好，移动终端和VHO）和使用的结构域（例如，覆盖范围，安全位置等）。然而，一些度量不仅用于作为评价度量，也作为输入参数。此外，不

52、同的指标被用于同一参数的评估，或简单地将相同的参数接收不同的名字。经过仔细而广泛的审查现有文献中，显而易见的是一个统一的评估方法缺乏，因为同质的指标和方法。它只有在41，在那里Lassoued等。制成呈递的评价方法，它考虑到与上部和下部的垂直切换体系结构，各层帐户参数和指标，如当前上下文中，用户移动性模式，用户偏好，以及无线接入技术的细节和企图QoS参数。缺乏共同的或统一的评估方法已成为当不同的建议正在评估相比，垂直切换的一个障碍。然而，为了避免所有的不希望的问题，并以统一和澄清概念上VHO相关研究界应该走到一起，并制定标准或准则，其中研究人员将易于评估VHO在这种情况下。8.2延迟和丢包可以

53、执行模拟或执行实框架时使用的指标，具体的有端至端延迟，VHO延迟，VHO丢包和VHA成本。而且，它们可以作为尺度评估的建议使用。此外，这些指标，也需要预先评估或比较提案。为此，提议使用度量的基础上的复杂性和存储器的时间程度，其中的复杂性需要表示建议。8.3服务质量（QoS）所需的移动设备下，高水平的服务质量能够成功地执行这些设备访问的应用服务。跨越不同的无线网络，为了提供给高速移动用户所要求的QoS从来都不是一件容易的事，因此，其也构成了越区切换过程中的一个重大挑战。在保证由网络的用户所要求的服务质量，有必要仔细考虑VHO技术在车辆移动性和网络条件中选择最佳的候选网络，以执行快速切换过程。然而

54、，以提供最好的服务给用户，服务质量一般不符合要求。体验质量（QoE）涉及到用户的满意度概念（偏好），这将极大地帮助了VHO战略和技术设计。8.4标准化工作具有不同标准化（3GPP和IEEE802.xx标准）网络实现无缝VHO异构无线网络之间互联互通是巨大的飞跃。不幸的是，这些标准是不能够解决涉及运营商的问题。计费和收费，网络管理，接壤运营商以及其他问题的用户之间的服务水平要求（单反相机）的问题是需要以方便VHO并作为QoE的同时保证服务质量以及亟待解决的问题。8.5安全性在无线环境中，在一些无线产品所提供的安全特征以获得完整性和认证最高水平而在安全方面可以是弱的。许多技术的安全性是一个重要的问

55、题，而且一直是无线异构网（HWNs）首要关注的问题，然而，一些IEEE（IEEE802.21）标准没有将安全标准化工作纳入主流，从而留下这区域其他协议高度重视安全处理，如MIP。在42中，一些公共安全应用，可能需要异构无线网络的互通的优点由巴尔迪尼列出等。官员与参与搜救工作的消防战士和军官特别重视这些措施，包括数据库检查，验证的生物识别数据，无线视频监控，自动识别车牌，跟踪和监控公共安全。事实上，有一个依靠不同的无线网络广泛的医疗应用可以确保合作。在43中Chevrollier等提供了一些医学应用，例如实时波形递送，报警通知，资产跟踪和/或电子处方的一些例子。另一个例子是在44中，Niyato

56、等得到一个远程病人监护服务的医疗应用。因此，对于VHO技术，实现强大的、完善的、保密的网络安全功能应嵌入VHO政策，这样一来各种异构网络和在任何时候都能提供安全保障。8.6增强多种数据应用（EDDA）随着由智能手机访问的应用程序不断增加和使用，最终导致用户经常抱怨低电池续航时间。此外，屏幕的动作是驱动器的主要功率消耗驱动器，不同的应用在用户设备和网络之间交换频繁的数据流量可能导致少量驱动器功率消耗。为了改善功耗的影响，在3GPP版本11引入技术组件“EDDA”7，通过允许UE请求操作应该能够达到更省电模式，以优化网络中的用户体验。9今后的研究方向随着数以百万计的热点部署的世界和不断增长的无线系

57、统集成左右，并减少业务中断时间，研究无线系统已表明，有必要采取探索4G无线系统实时流量增加关键领域的进一步措施。9.1小细胞网络为了不断支持集成，并提供先进的切换机制为无线景观，移动性管理是一个非常重要的问题，需要在设计系统时要考虑的。通过加入小细胞使网络更接近用户将提供在性能上显著飞跃。该HetNets（异构网络），纳入品种小细胞如微，微微，毫微微，地铁细胞，继电器，和其他人，都集成有Wi-Fi，都有助于满足预期的1000倍增加的数据需求。HetNet优化，如范围扩展可以提供性能比可以仅仅通过添加少量的细胞可以实现更多。有新的机会的Wi-Fi，可以帮助通过提供缩短切换中断时间和覆盖面积较小，

58、以大幅提升用户体验加以探讨。9.2毫微微蜂窝住宅家庭基站已经流行运营商之间的今天。其实，有部署，在当今市场上比宏蜂窝8,45更多的3G毫微微蜂窝。通常，这些被关闭（只允许注册用户），并经常共享相同的频谱。在这种情况下，高通UltraSONTM工具套件（设计用于封闭接入femtos）可以正确的毫微微/宏互通非常重要。9.3扩展范围范围扩展增加小细胞的利用，提高了网络的总体容量。HSPA+范围扩展是可能的今天，未来的演进通过将功能，如“多流”至小蜂窝式部署，进一步提高性能。9.4无缝集成无线网络是无线景观的重要组成部分。3G/4G和Wi-Fi之间的无缝集成是绝对必要的。这互通/集成是多方面的，复杂的。标准提供了许多优化解决方案和增强功能，如连接引擎（CNE）在设备芯片组的一部分，类似