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异构网络接入选择算法的设计摘要随着网络技术与通信建设的发展和通信管理体制改革的进一步加深，通信网络管理系统将进一步优化、完善，并逐步形成完整的综合管理系统，实现通信网络运行全时受控性综合管理，保证通信网络稳定、可靠、高效运行。为了使通信网络能够在适应的场合提供给用户满意的服务，异构网络融合具备必要性，如果要实现网络融合，关键技术之一就是垂直切换。如 UMTS与WLAN在网络融合时，要保证无缝的垂直切换，对用户而言，既保证了用户的高速、大容量服务体验，又解决了WLAN覆盖区域效的问题。本文主要讨论了异构网络融合过程中的垂直切换技术，通过构建代价函数，比较代价参数的大小和接受信号强度的满足条件来选择网络接入方式，本文的只要目的就是证明网络融合的必要性和垂直切换的可行性。 关键词：异构；垂直切换；融合；网络 AbstractWith the further deepening of network management technology, communication construction of large-scale development and communication management system, communication network management system will be further optimized, improve, and gradually formed a comprehensive management system complete, realize the communication network running full time controlled integrated management, ensure the communication network is stable and reliable, efficient operation. A solid foundation for the realization of communication network, a comprehensive scientific, intelligent management, integration of heterogeneous network becomes the important breakthrough, and to achieve one of the key technologies of fusion is the vertical handoff problem, such as UMTS and WLAN in the network convergence, to ensure a seamless vertical handoff, for users, not only guarantee the high speed, large capacity service user experience, but also solves the problem of the WLAN coverage area.This paper mainly discusses the integration of heterogeneous network Vertical Handoff Technology in process of construction, the cost function, comparative cost parameters and the size of the received signal strength to meet the conditions to choose the network access, as long as the vertical the necessity and purpose is to prove that the feasibility of direct switching network.Keywords: Heterogeneous network; vertical handoff; fusion;引言无线通信系统也经历了从1G到3G再到未来4G的进化过程 ，这段发展历程证明一个事实: 融合技术的发展的建立在客户对业务的需求上的。随着通信技术的逐步发展，各种网络之间为了服务需要，为了满足客户需求，网络融合已经注定成为必然趋势，这将会为未来移动行业的发展奠定基础。通信系统在不断的发展，异构网络也越来越需要融合，网络融合的技术也被越来越多的人开始讨论，人们开始理解无线通信的未来发展趋势，不再只是一种技术统一天下，就未来的网络融合技术中而言，不可能出现某一种特别先进的技术来取代其多种无线网络相互融合而产生具备多种服务方式和质量需求的异构融合网络。所以未来无线通信网，则将朝向宽带化、泛在化、全IP方向发展。1 绪论1.1课题背景近年来随着信息网络技术的飞速发展，各种无线网络如无线局域网WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) ,WLAN(Wireless Local Area Network)，无线广域网WWAN(Wireless Wide Area Network).2G.3G以及卫星网络，无线传感器网络等无基础设施网络不断融合和发展，它们一起组成了广泛而又复杂的异构网络环境但这些网络在覆盖范围、带宽、服务质量和资费等方面存在差异，使他们在不同的场合侧重各不相同. 如：WLAN适合在商场、机场和餐厅以及车站等覆盖范围较小的“热点”区域供给较高的传输速率，而UMTS却更适合在较大的覆盖范围内提供较低的传输速率。通信网络的发展是从上个世纪开始的，以正六边形可以密铺的特性构造了蜂窝网，拉开了网络世界的序幕，从此各种格式的无线网也纷至沓来。无线通信系统也经历了从1G到3G再到未来4G的进化过程 ，这段发展历程证明一个事实: 融合技术的发展的建立在客户对业务的需求上的。移动性管理的重要的控制功能是切换技术，其性能的好坏直接决定了网络覆盖和客户的服务质量保证。在异构网络接入中所发生的切换，已经不仅仅是在同一个终端在移动过程中对于同一种网络之间的切换，而将可能是多个网络之间的切换，甚至多个不同终端构成的局域网。如何综合考虑移动网络业务特性和移动性管理特点来进行垂直切换决策，从而提高更多用户的服务满意度，是一个技术难点。在本文中，异构网络的垂直切换为主要研究内容，将有效的垂直切换决策算法和切换协议的改进为出发点，综合理论，技术和仿真实现的相关研究，对算法进行了详细的介绍。1.2本文主要工作本文首先研究了无线网络的工作机理，结合此次课题的需求，根据无线网络的普遍应用，与国内外相关资料，针对垂直切换等关键技术，提出了相应的算法垂直切换，并且验证了该算法的可行性。无线网络最终会朝着异构的无线融合的趋势发展。由于UMTS网的广域性和WLAN网的高速性和高承载性，其融合技术受到了国内外的广泛的关注。为了保证和发挥融合网络的优点，融合网络对网络管理提出了新的要求，一是要求实现分布式管理，二是要求网络管理具有可扩展性和移动机制。针对上述问题，本文综合分析现有网络融合技术的特点，主要讨论了基于异构网络融合的垂直切换算法，它的核心思想是在分布式网络中，根据异构网络融合的关键性能参数，致力于能提出一种高效、智能的，能适应异构网络环境融合的跨层垂直切换方式。本文下面章节的内容组织如下：第二章，首先概述了现有的无线融合网络，介绍融合网络的基本原理及特点。然后对目前常见的无线融合网络技术做了总结与归纳。详细介绍异构网络的融合及融合的关键技术。第三章：简要异构网络融合的一种主要模式切换-垂直切换技术的主要性能。第四章，叙述了垂直切换的判决算法和函数方式。第五章，针对上述理论分析，对本文所提出无线网络融合的优缺点，并总结本次理论研究设计。2 无线网络融合理论架构与关键技术2.1 网络融合的理论原理和相关知识在通信技术和计算机技术的迅速发展下，移动通信技术和宽带无线接入技术的也在迅速发展，网络规模不断扩大，网络结构也越来越复杂。 2.1.1 异构网络的概念及网络融合的背景随着通信系统不断地发展，各种各样的网络层出不穷，客户对服务的要求也越来越高，为了让人们能在任何场合都享受最优化的服务，网络融合成为一种必然。网络融合的技术也被越来越多的人开始接受，所以未来无线通体系，将朝向宽带化、泛在化、全IP方向发展。 图2.1 无线网络的发展过程无线网络发展的趋势是异构、泛在与融合。由于蜂窝网的可保障性和自组织网的自组织性和自维护性其融合技术受到了国内外的广泛的关注。为了保证和发挥融合网络的优点，融合网络对网络管理提出了新的要求，一要求实现分布式管理，二要求网络管理具有可扩展性和移动机制。切换是移动通信系统最重要的功能。而在重叠且覆盖的异构网络环境下，切换将更为重要。水平切换：采用同一技术的网络内部切换，依据移动节点接受到的信号强度确定是否切换。若信号强度低于要求即切换。改变切入点，更新用户路由。当由网络或移动台决策时，由网络决策切换。 图2.2通信体系的分类2.1.2 融合网络的结构不同的通信网络提供透明的和自我的无线局域网和广域网的无线业务配置。人们通过期初的正六边形可以密铺的思想构建出了初期网络模型，最终在实际过程中发现与现实还是有很多差别的，例如在有些地理位置到的山后面，由于信号被挡住，对面的人无法接收，有些地区人流量少，信号质量特别好，有的地方人流量比较多，经常出现服务繁忙，或者不再服务器内的现象，对此，又构架出来微蜂窝系统，解决我们正常网络通信中的热点和忙点问题。 图2.3蜂窝网的构架每个网络服务都拥有自己的接口MS、发射功率、共道干扰、拓扑和路由、移动性和切换、负载平衡、互操作、QoS提供等多种因素，但其基本的结构类型却是相似的，基本的结构包括移动站（MS）、BS/AP、核心网（CN），BS和AP作为MS通信的桥梁。（1）移动用户站基站的分布情况是按照蜂窝状分布的，意思就是在每一个正六边形的顶点安置一个基站，有的基站采用小区制度，有的采用大区制度，这个是根据基站地点的人流量和位置环境来确定的。基站的辐射越大，接受到的信号的设备辐射就越小，反之越大。GSM的子系统MS主要有以下几个类型：单跳蜂窝、单模WLAN、双模。单模WLAN、单模蜂窝MS通过AP或者BS作为介质连接网络。一个双模MS可以运行在MANET模式，使用WLAN接口。BS和AP作为MS通信的桥梁,（2） 基站和接入点接入点AP（Access Point），用于无线交换机的无线网络，而且还是无线网络的核心。大多数无线AP还自带接入点客户端模式（AP client），然而也可以跟别的的接入点进行无线连接，用来增大网络的覆盖规模。由于适用场景不同和MS子系统的移动状态不定以及接口能力各异WLAN与其他网络之间的融合并不是一件容易的事。但是它们有着固定的网络组成部分BS和AP，可以用来给MS提供服务，如：接入到Internet；支持多种业务切换，有效使用资源和信息安全密保。 （3）核心IP网3G的目的就是在电路交换的语音通信之外为用户提供类似于有线网络的ADSL的无线宽带接入服务，既然是类似于ADSL的无线快带肯定是为了移动上网所需，分组交换域（PS域）肯定设计到IP层，所以核心网必须接入到全IP网，不只是是3G， GSM中的GPRS模块的GGSN和SGSN模块都接入了IP网，这为了提供数据服务所必须的，总之因为3G涉及了无线高速上网，所以分组交换域就全部涉及到了IP层。（4）设计因素有很多因素影响到异构融合方案的设计，如MS多跳接口的可获得性和蜂窝网络以及WLAN的容量、多跳通信等因素，还需要综合考虑网络带宽、平均接收信号强度，用户持好度及应用满意度因子等因素。针对目前普遍应用的无线融合网络、及国内外相关资料，根据其关键核心技术例如垂直切换，提出了相应的算法，分析并验证了该算法的可行性。无线网络发展的趋势是异构融合、多样化的共存。由于UMTS网的广域性和WLAN网的高速性和高承载性，其融合技术受到了国内外的广泛的关注。为了保证和发挥融合网络的优点，融合网络对网络管理提出了新的要求，一是要求实现分布式管理，二是要求网络管理具有可扩展性和移动机制。2.1.3无线融合网络协议栈协议栈是所有网络在一个不同种类的网络融合中的运行实体，每个层都有各自特有的功能，那就是为上一层提供服务。下图2.3给出的是双模式MS的协议栈。协议栈就是网络选择中各个协议层的总和，主要是用来表述文件在网络中的传输过程。OSI协议栈通常被用做跟其它协议栈对比的标准。目前使用比较最广泛的是internet协议栈，其分布由上到下的协议分别是：应用层（HTTP，FTP，TFTP，TELNET，DNS，EMAIL等），运输层（TCP，UDP），网络层（IP），链路层（WI-FI，以太网，令牌环，FDDI，MAC等）以及物理层。无缝切换和资源管理可以由图2.3中的两个控制平台提供。 图2.4 双模式MS的协议栈（1）物理层从上图看，物理层是位于MS协议栈的最下面的一层，它直接面临的便是实际承受数据传输的通信通道，是整个通信系统的基础，为数据的传输提供可靠的链接传输环境。物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等，物理层就是形成合适于数据传输的实体，为数据传输服务。信号的传输必须要有传输介质。而物理层在这里就起着介质作用。物理层的配备多个网络接口子系统可以同时链接到多个网络中去。（2）数据链路层数据链路层是协议栈中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层分为逻辑链路控制和MAC层。MS能够使用集中的MAC。数据链路层的最基本功能就是向该层用户提供透明的和可靠的数据传送基本服务，透明性主要指的是该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制，也没有必要解释信息结构的意义； （3）网络层网络层是MS协议栈模型中的第三层，在运输层和数据链路层之间，它的作用是管理网络中的数据通信，从源头到终端的数据通过传输到多个中间节点到目的地，数据传输服务提供最基本的端到端的传输层。网络层的目的是实现两个端系统之间数据交换，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。如果使用更少的话记得网络层，即“路径选择，路由和逻辑寻址”。（4）传输层传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息. 为端到端连接提供可靠的传输服务. 为端到端连接提供流量控制,差错控制,服务质量(Quality of Service,QoS)等管理服务. 具有传输层功能的协议：TCP 、SPX 、NetBIOS当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。传输层还可进行复用，即在一个网络连接上创建多个逻辑连接传输层（Transport Layer）是OSI中最重要, 最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制传输层的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息。（5）应用层应用层也叫做为应用实体（AE），它由许多个特定应用服务元素（SASE）和一个或者多个公用应用服务元素（CASE）组成。例如联系控制服务元素（ACSE）、可靠运输服务元素（RTSE）和远程操作服务元素（ROSE）等。2.2 网络融合的核心组成和关键技术下一代移动通信网络的显著特点是有多种异构无线接入技术共存，可以顺利，实时多媒体服务和应用自适应传输，终端和服务都能够保持全球漫游。2.2.1 融合网络的核心组成可将异构融合网分为：移动用户站、基站和接入点、核心IP网三大部分，具体的设计组网方案则有诸多因素控制。如下图所示： 图2.5 IP核心网2.2.2 异构融合网络的关键技术异构网络的多层次的整合涉及移动通信系统，包括业务层，控制层，接入层，传输层和空中接口层。关键问题包括：各级统一的服务，快速的认证和计费，移动性管理，安全管理，质量控制，无线资源管理和频率规划等。在业务层面上，基于IMS的融合提供统一的业务；在访问级别，通过联合无线资源管理和QoS控制技术保证业务；在传送层面上，基于IPV6或NGN等关键技术保障传送质量；在空中接口方面，频率规划和减少各个系统之间的干扰是一个很重要的问题。接入网络的异构网络连接接纳控制和资源调度的不同特点，以满足企业的需要，异构网络资源优化利用率。下一代移动通信系统由各种无线网组成，它们互相补充、无缝集成到统一的网络的环境中。根据切换决定因素，可将切换分为多种 图2.6 切换方式的分类集成和互操作性涉及网络方面，实现品种，但终端的角色和功能一直是不可避免的。在这种复杂的应用场景当中，需要异构多模终端的支持。保障客户能够始终接入最优的网络两者在语音和数据业务方面互补。所以研究二者的联合组网方案成了重点问题。2.3异构多模终端接入选择功能架构设计构造一个拥有多接口的移动终端设备，保证客户能够随时选择自己需要的最佳的服务。 2.3.1接入选择功能架构构建多模终端接入选择设备是为了能在异构的网络环境中支持多选择接入，使得切换顺利进行。如下图所示，要构造一个选择接入功能，必须优先考虑切换过程中的3个模块，即接入适配、移动管理和用户偏好，对模块获取链路层参数进行筛选，从不同的接入网络的用户需求的连接点并执行访问。图2.7 异构无线多模终端设备接入选择功能（1）接入适配模块负责识别需要接入的网络终端设备的接口，通过各种参数的对比来选择网络是否接入，接入适配模块主要是判决连接或断开连接的操作在访问网络接口是否适用。（2）移动性管理模块 负责处理网络切换过程中遇到的与网络选择有关的一些问题。移动性管理模块负责发起所需参数的选择，根据客户需求，并最终将决定派遣一个参数进入需要访问适配器模块。（3）用户偏好模块 负责收集处理用户信息，根据用户的信息嗜好设定参数，选择具有优先级的网络，进入切换。 2.3.2接入选择过程接入选择移动管理模块根据客户需求，对网络的一系列因素如服务的应用性、可用性和用户偏好以及当前网络环境，决定切换方向。接入选择移动管理模块将切换所需要的参数进行对比，筛选，切换选择触发，然后把适配信息发给适配模块进行切换。接入选择过程如图下图所示。图2.8选择执行过程2.3.3 接入选择功能的实现如下图所示，接入选择的分布结构应用的是中层分布式，自动从硬件层面向用户业务流协调。根据接入的应用自动选择优化策略，根据用户偏好和当前应用，自动选择最佳网络接入。接入选择决策结果自动发送给操作系统由系统统一管理，分布式服务流的无缝切换过程中不同的接口之间实现不同的业务。 图 2.9异构多模终端接入选择功能的实现下一步的研究工作是在访问异构多模终端的体系结构，算法设计的基础函数的选择，获得可行的选择，非均质多终端可以选择最佳的接入网络，实现无线异构网络的无缝接入，为客户提供最优的业务服务。2.4水平切换与垂直切换通信系统都具有切换功能。水平切换和垂直切换都是常见的切换方式。它们触发的前提都是在复杂的网络环境中。水平切换是指相同协议下的网络间的切换，通蜂窝网容量大小、终端的信号接收强度等物理信息来判断是否需要进行切换。对切换设置一个判决门限，通过与判决门限大小的比对，来确定是否寻找新的网络连接。与此同时更新新的用户连接端口，如果是网络本身根据用户容量等因素有网络决定切换而由终端辅助切换时网络为切换判决者；如果是移动终端根据基站信号强弱等因素而自主发出切换网络作为辅助切换时，移动终端作为切换判决者。一般情况下为了保证用户数据的稳定性避免“掉线”移动终端会先与目的切换网络相连，再断开原有网络连接。目前研究情况：有三种典型的切换判决策略：1基于接收信号强度，即如果接入网络附着点的RSS大于当前的附着点的接收信号强度，切换将被触发。2. 对接入信号的强度设定门限。如果收到的信号大于设定门限，则切换触发。3对比信号强度，如若接入信号轻度大于当前信号，并且也大于设定门限，则切换触发，这样是为了防止某些网络优先级高的网络切换。 垂直切换在控制机制的研究基本可以分为3个方面。1判决策略的基本思路来源于信号强度与门限值的对比，除此之外还要在判决中加入其它相关参数，如网络负载等。异构网络融合环境中的垂直切换包括切换发起阶段 切换的判决阶段 切换的执行阶段，3个阶段。具体来说：1.切换的发起阶段主要扫描范围内可接入的网络，对目标发起切换。2.切换判决阶段时，移动终端确定切换操作的需要，完成结算操作。3.切换执行阶段的具体工作是在完成所有决策操作之后，选择最优网络接入。这3个阶段并没有完全按照执行的时间序列，根据切换的情况可能不同，但在大多数情况下，不在时间的过程完全独立。这便是垂直切换的全过程，其中切换判决是垂直切换的关键，也是难题之一。3垂直切换技术概论3.1.算法描述在2G和3G无线网络之间切换，采用的是移动终端辅助网络控制切换方式，通过移动终端设备收到或者是发出的网络信号强度，来向网络发送测量信息报告，然后根据测量结果来判断切换决策，切换就是要在根据用户需求的前提下，通过某些性能的比较，对现有网络进行筛选，找出性价比较高的网络进行接入。本文主要讨论的是垂直切换技术，所以就垂直切换而言，主要由3个模块组成，即网络接口管理模块、用户数据库模块和切换管理。 图3.1切换管理模块网络接口管理模块的主要功能功能是有效的管理网络接口，如：查实接口状态和接受接口的测量信息等用户数据库模的主要功能是提供给用户设置接入选择过程中需要考虑的性能指标，更新设备对网络选择的优先级。切换管理模块：垂直切换的切换过程主要包括了以下3个阶段，即接入网发现过程、切换决策过程和切换执行过程切换管理模块也包含以下3个子模块：1）接入网发现子模块：搜索附近可用的网络。2）切换决策子模块：根据服务需求过滤网络。 3）切换执行子模块：将正在进行的通信业务从切换前网络的中接入点转移到目标网络中的新接入点，然后通过某种垂直切换支持协议来完成切换的应用过程。3.2垂直切换的性能要求及优化方法就一次切换而言，切换的目的应该是使业务接入到具有更好服务质量状态的网络中去，尽量去满足客户的需求，使得服务最优化。（1）切换可靠性：切换后服务质量增强。（2）切换无缝性：无缝切换过程中应尽量让用户不感知服务质量的改变或中断服务，服务质量的减弱的原因，可能是因为连续的信号的强度下跌或信道干扰，服务中断可能是因为切换方式不对引起的。（3）干扰避免：这里的所说的干扰主要指的是子信道干扰CCI和信道间干扰(ICI,), 无线网络的传输速率可以被它们严重的影响。（4）负载平衡：同种或异种接入技术之间能搞保持负载平衡的接入选在方式才是好的接入选择算法，这有助于避免借贷空闲信道，的规则和操作简单化，降低新呼叫阻塞概率。（5）性能改进：切换的次数应该越少越好，切换次数太多会带来大量的开销，并且可能由此使通信质量降低。在切换模式里，如果切换请求的次数增加，则该呼叫被限制的概率也就增加，并且可能导致切换的失败概率也因此升高。3.3基于网络QoS状态的网络过滤准则服务质量是任何服务都需要优先考虑的，在通信系统和计算机网络中，服务质量英文缩写为QoS，服务质量是一种能够体现服务性能的综合表现。通过衡量QoS来判断网络的级别或着应用的能力，常用的指标如下表所示:： 图3.2 QoS指标就一次切换而言，切换的目的应该是使业务接入到具有更好服务质量状态的网络中去，因此，采用网络的QoS状态为网络过滤的准则就具有实际意义4 基于异构无线融合网络接入设计4.1 垂直切换判决算法构造切换判决代价函数，在特定的某时刻进行垂直切换代价计算的控制单元用切换决策功能（HDF）来表示，由于网络条件不同，导致网络本身的代价参数也不同。网络条件越好的话，代价函数也就越小，所以说在切换过程中，设备切换的首选目标就是代价低的网络。假设UMTS用网络1表示，WLAN用网络2表示，则构建代价函数可以表示为： (4-1)在上述公式里，代表权值；可用网络数量用n表示；带宽因子表示为，这个公式可以用来描述网络的信号带宽；为终端设备接收的平均信号强度因子；用户应用满意度因子用表示，QoS是用来衡量对网络承载应用的服务质量要求。从比较结果中选择代价函数较低的网络作为最优的切换选择目标。即： (4-2)其中，UMTS的代价函数用表示；WLAN的代价函数用表示。通过上面的分析可得出以下判决规则：当时，可选择WLAN；当时，可选择UMTS。4.2 垂直切换判决代价函数假定一个网络模型，在给定的模型中，UMTS和WLAN网络之间相互重叠覆盖，双模式的移动终端可以在两个网络进行就切换，用来建立数据隧道的移动IP，所以同时移动终端设备只能保证一个有效的链接，然而于此同时，在移动终端中组装一个多接口移动代理软件，这个软件对当前可以选择接入的网络进行周期性的扫描，把扫描的信号强度（RSS）按照所接纳的垂直切换算法，智能去地选择最佳的网络进行切换。移动台和接入点距离d的函数用RSS表示。即 (4-3)在上述中，发射功率用表示；恒定的信号功率损耗用表示；路径损耗指数用n表示，它的取值范围通常是在24之间；零均值利用表示、阴影衰落使用标准方差的高斯随机变量表示。每隔周期，WLAN的接收信号强度（RSS）就周期性的被抽样，如果对结果进行离散采样，则抽样取值可以表示成： (4-4)加入时间序列k (4-5)在某时刻k，移动台和WLAN AP之间的距离用d表示，影响RSS的唯一参数就是距离。采用模型对切换性能进行评价，设移动台以恒定的速度v m/s远离AP点。而移动台在WLAN的AP点和UMTS的BS点之间保持运动方向不变的匀速运动，则处在位置x时WLAN收到的的平均接受信号强度服从对数正态分布，。如果WLAN的AP作为运动起点，那么移动台与AP之间的距离也服从正态分布。在切换判决算法中，关于信号强度的测量方式，采用的都是对连续的时间信号系统进行抽样，然后离散的抽样值进行测定的方法。移动台做速率为v的匀速运动，然后以周期对其进行抽样调查，移动台的单位移动距离，可得： (4-6)引用一个切换定时器在HDF中，在一个计时周期内进行L次抽样调查，通过计算累积接收信号强度： (4-7)公式里，j表示在一个计时周期内接收的信号强度超过阈值的次数，并且服从；（j=1,2,J），即J个服从正态分布随机变量的和为A。把此次数据与能量阈值Q的比较结果作为选择判决的标准之一，用来决定是否执行系统间切换。 以当前接收到的信号强度和信号强度下降的平均速率是否可以满足用户的应用QoS要求的持续时间估计： (4-8)式中，信号强度下降的平均速率用表示；某种应用的服务质量QoS需求用表示，和满足应用需求情况下需要的信道误比特率和应用差错恢复，以及需要接收信号强度的能力一般情况下应该满足应用需求的满意程度；表示按照目前的平均接收信号强度，是能够承载某种应用QoS指标的持续估计时间。但是UMTS的接入方式和WLAN是不同的，分别持有本身不同的接收信号判决标准，不能把直接比较接收信号强度的结果来作为垂直切换的准则。因此，需要分别设定它们各自之间的切换阈值。所以，用表示WLAN的信号强度切换进入阈值（移入门限）；用来表示移动台接收到WLAN的信号强度切换移出阈值（移出门限）。然而WLAN本身具有高速率、频段免费等很多优势，在切换过程周优先级较高，因此只考虑将WLAN的接收信号强度及累积信号强度当做切换判决条件。HDF中切换计时器在下面两种情况下进行不同的激活。1移动台从UMTS切换到WLAN假如移动站接收的WLAN信号强度大于其阈值（移入门限），定时器将被触发，开始计时。在定时器的计时周期内HDF需要判断，的和是否满足大于能量阈值，当前接受信号强度满足应用需求的估计持续时间是否大于切换时延阈值。其中，为大于的接收信号强度；能量门限，；切换时延阈值是指UMTS和WLAN之间的切换时延的估计，主要包括三个因素，网络发现时延、认证时延和注册时延等，设置情况与采纳的位置管理方法有关，如移动IP或其他端到端的方法。如果在一个计时周期内，累计能量之和大于能量阈值Q，且大于，就会执行从UMTS到WLAN的切换；否则将定时器归0，等待下次触发。如果要发生从UMTS到WLAN的切换：就应该满足以下条件， (4-9) (4-10) (4-11)2移动台从WLAN切换到UMTS假如移动台接收到WLAN的信号强度比它的移出门限更低的话，定时器就会激活，自动开始计时。由于WLAN高的网络优先级较高，所以从WLAN到UMTS的切换的要求更高，利用持续时间接受的信号强度作为判断依据。当移动台接收到的WLAN信号强度低于阈值时，切换计时器自动激活，并自动开始计时。它的切换判决机制表示为： (4-12) (4-13) (4-14)所以说，要综合考虑网络带宽、平均接收信号强度和应用满意度因子等因素，设计出基于融合网络的垂直切换判决算法，上述垂直切换情景模拟用图表示即图4.1切换情景模拟图垂直切换判决流程用图表示为图4.2切换判决流程图由此可以分析出，切换判决过程需要获取的参数有接收信号强度、带宽、与基站距离、资费、链路质量和用户偏好等多种因素。5总结本论文深入研究了无线网络融合的接入，结合本课题需求，针对目前普遍存在并且被使用的无线融合网络，查阅国内外相关资料，根据其关键核心技术例如垂直切换，描述并分析验证了该算法的可行性。无线网络发展的趋势就是多种并存，泛在融合。由于UMTS网的广域性和WLAN网的高速性和高承载性，其融合技术受到了国内外的广泛的关注。为了保证和发挥融合网络的优点，融合网络对网络管理提出了新的要求，一是要求实现分布式管理，二是要求网络管理具有可扩展性和移动机制。针对上面所出现的情况，本文分析了现有网络的融合他特点，着重叙述了垂直切换算法。它是根据网络融合的关键性能参数，综合考虑，从而达到高效的管理融合网和提供保障性QoS服务。就未来的网络融合技术中而言，不可能出现某一种特别先进的技术来取代其它多种无线网络相互融合而产生具备多种服务方式和质量需求的异构融合网络。不可能是由多个终端统一管理的网络，而只能是多种技术并存，共且同去满足客户服务要求。这些在应用背景，目标，发展方向，系统结构，覆盖范围，服务质量，