异构无线网络垂直切换机制的性能分析

1、北京邮电大学硕士学位论文异构无线网络垂直切换机制的性能分析姓名：靳淑娴申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：王文东异构无线网络垂直切换机制的性能分析摘要随着多种无线接入网技术的出现与发展，以及用户全球移动性 和服务连续性要求的出现，使得不同接入网之间的融合成为了无线 网络的发展趋势垂直切换机制是一种处理用户在异构网络之间进 行切换的机制，它已得到广泛研究和应用，其目的就是保证用户在 不同网络之中无缝漫游WCDMA是一种成熟的3G技术。很多专家已经对WLAN与WCDMA 之间的垂直切换性能进行了研究TD-SCDIVIA是由我国提出的一种新 型3G技术，此技术已经在全球范围引起关注，成

2、为了研究热点对TDSCDMAWLAN异构网络垂直切换机制的性能分析是论文的 重点，并将其与WCDMA和WLAN之间的垂直切换进行比较用来评估垂直切换性能的参数有很多，例如抖动，延迟，容量，用户掉线率和用户阻塞率等论文以用户掉线率和用户阻塞率这两个参数来对 比这两种异构网络无缝漫游能力，并通过MATLAB平台对系统进行模 拟论文首先对WCDMA，TD-SCDMA和WLAN技术进行了简介，并介绍 了MATLAB平台的特点然后论文对这三个网络的接入控制机制进行了详细的描述。此机制的主要作用是检测网络中是否有足够的资源来满足新用户的要求，从而计算出异构网络的用户掉线率和用户阻 塞率论文选用典型应用来对

3、异构网络进行模拟和性能分析但由于 现实中网络的复杂性，论文简化了模拟场景：模拟区域是某一3G小区 内的边长为1000米的正方形区域：这个模拟区域内有两个WLAN； WLAN的覆盖范围是半径为100米的圆：网络中所有的用户都在缓慢 移动(步行)通过对已有无线网络模拟实验的分析，论文还介绍了网络模拟 中需要考虑的一些子模型以及这些子模型的实现这些子模型包括： 切换模型，流量模型和运动模型。其中切换模型用来决定切换在什么 时候开始进行初始化：流量模型用来模拟各个服务在网络中的流量行为：运动模型用来模拟网络中各个结点的运动方式，此模型直接 影响网络的容量以及其连接性基于以上的子模型，论文对WCDMAW

4、LAN和TDSCDMAWLAN这两 种垂直切换机制进行了模拟，并对其性能进行了对比和分析。论文最后对全文进行了总结，分析了研究中的不足并指出了今 后研究工作的方向关键词：TD-SCDMA WLAN WCDMA垂直切换接入控制PERFOR【ANCE ANALYSIS 0F VElUICALHANDOVER FOR HETEROGENOUS WIRELESS NETWORKWith the appearance and development of various wireless access technologies，the users increasingly demand the glob

5、al mobility and service continuity,SO the trend for the wireless network is to combine different access networks into a single oneTo guarantee the seamless roam capability of heterogeneous network，the vertical handover mechanism has been used widelyWCDMA has been used widely as a mature 3G technolog

6、y,and many experts has done a lot of research in the vertical handover between。AN and WCDM八Nowadays，a new 3G technology,1DSCDMA,proposed by China appears，nlis new technology has drawn the attention all over the world and becomes the focus of most researchTh【is thesis researches mainly in the mechani

7、sm of vertical handover between WLAN and TDSCDMA,which is compared with the handover between WLAN and WCDMAThere are many criteria usedto estimate the performance of handover：jitter,delay,capacity， call-dropping probabili哆and call-blocking probabilityIn this thesis， only the calldropping probability

8、 and callblocking probability are taken into account to present the seamless roaming capability betweendifferent networks in the two systems，and the simulation is donethrough the platfom of MAn。ABFirstly,this thesisintroducesthe technology background of忙DMA,TD-SCDMA and WEAN,and it decribes the char

9、acteristics of M衄AB tooThen the admission control mechanisms of the threeIIInetworks will be introduced in detail，and this mechanism is used to check that whether there is enough network resource to satisfy the new users requirementThen the calldropping probability and callblockingprobability of het

10、erogeneous networks can be worked outThis thesis brings some typical kinds of traffiiC into the heterogenous network to analyze the performance of vertical handover Because of the complexity of the realistic network，this thesis simplizes the simulation scenario：The simulation area is a square of1000

11、m水1000m within a eell of 3G network：there are two WLANsexisting in the simulation area；theANs covering area is a circlewith the radius of 100 meters；the users in the heterogeneous networksare all supposed to be pedestriansThrough the study of former simulation of wireless network，this report also in

12、troduces the essential submodels with their implementationThese submodels include handover model，traffic model and mobility modelThe handover model is used to decide when the handover should be initialized；the traffic model is used to simulatethe related traffic behavior in the network：mobility mode

13、l is used tosimulate the mobility characteristies of every node in the networkBased on the submodels mentioned before，this thesis simulates the two vertical handovers of，CDMA、LAN andTDSCDM删AN repectively which are compared with each otherhere tooIn the end，this thesis sums up all of the content and

14、describes the deficiency of the research as well as the future workKEY WORDS：TD-SCDMA,WLAN，WCDMA,vertical handovef，call admission controlIV图表目录图41 3G-twWLAN切换初始化删。 20图4-2 VILAN-to3G切换初始化【H(瑚I图43 WLAN，WCDMA和TDSCDMA中的传输模型 图44距离模型25 图4-5 RWP模型的Z字型运动【sND001图4-6RWP模型流程图。 28图47数据流量模型【删 29图4-8 ONOFF模型【J枷删图

15、49离散马尔可夫链11唧图410 WWW流量模型中各参数意义HVWr00130 图411两个WWW用户在WLAN中传送数据时的信道。31 图412简化的视频流量模型 33 图413本文中从WCDMA到WLAN的切换概率 图414【ItCL00中9,WCDMA到WLAN的切换概率【Hc珊l 35图415本文中从WLAN到WCDMA的切换概率 35图416【HCL00】中从WCDMA到WLAN的切换概率脚l图417在1000秒和3600秒时的结点分布 。37图51系统仿真场景 38 图5-2网络选择过程。 45 图5-3切换的流程图 46 图54第一秒location变量的设置过程图5-5随后某秒

16、location变量的设置过程图5_6潜在流量的初始化。 49 图5-7 access变量在系统模拟过程中的变化 50 图58 WWW用户在两个网络内的掉线率比较。 5l 图59语音用户在两个网络内掉线率比较 51图510视频用户在两个网络内掉线率比较 52图511 WWW用户在两个网络内的阻塞率比较 53 图512语音用户在两个网络内的阻塞率比较 53 图513视频用户在两个网络内的阻塞率比较 54 图514系统接纳用户的平均值 55 图515混合服务情况下的用户掉线率对比 56 图516混合服务情况下的用户阻塞率对比。 56V表格目录表格41传播模型参数22 表格51切换模型各极限值40

17、表格5乏各服务在网络中的活动参数表40 表格5弓网络的拥塞指数门限值41 表格54负载因子所需参数表。41 表格55各服务给WLAN带来的拥塞增加值。42V独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：翔勉埤日期： 丝墨：主：多关于

18、论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅 和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：数邀幺国 日期： 丝翌墨：至：主! 导师签名：日期：丝星：!：i2第一章绪论11简介在移动通信中，切换是移动

19、设备在服务小区之间移动时触发的事件当移 动设备从一个基站控制的服务小区进入到另一个基站控制的服务小区时，原基 站与移动设备之间的链路，将由新基站与移动设备之间的链路取代，这就是切 换的含义切换机制是用来处理用户移动的重要机制一个好的切换算法要尽 量减少通信掉线率和通信阻塞率根据切换过程中涉及的网络种类可以将切换 分为垂直切换和水平切换其中垂直切换被定义为不同网络间发生的切换，水 平切换为同种网络间发生的切换当今，各种各样的无线接入网技术蓬勃发展于是下一代网络的目标就是融 合不同的接入网，使其彼此合作，这样就可以保证全球移动性和服务连续性，所 以现在垂直切换机制极为重要并得到了广泛应用作为成熟的

20、第三代移动通信网络技术，WCDMA已经得到了广泛应用另 一种技术，WLAN，也已经广泛应用在小型区域中，例如实验室，楼房，校园等 专家们对WLAN和WCDMA之间的垂直切换已经进行了大量的研究TDSCDMA全称是时分同步的码分多址技术。它是由中国提出的第三代移 动通信技术标准这个新兴技术引起了全球的关注，但是这个技术还并不成熟， 其性能还需要进一步的改进本文对WLAN和TDSCDMA之间的垂直切换进行了研究，并与WLAN和 WCDMA之间的垂直切换进行了比较切换性能的评估涉及到无线资源管理 (Radio Resource Management,RRM)机制中的全部或者部分功能无线资源管理 用于

21、对移动通信系统的空中接口资源进行规划和调度无线资源控制由多个部分组成：接纳控制，负载控制，切换控制，功率控制等本文主要使用接纳控制算 法对垂直切换的性能进行评价接纳控制的主要作用是保证已有用户的服务质 量当一个新的连接想接入到本网络中来的时候，网络将触发接纳控制机制来 监测网络中的负载，并在保证已有用户质量的前提下，通过一定的算法来计算 空闲资源是否足够来接纳这个新的连接用来评价切换性能的参数有很多，例如：延迟，通话掉线率，通话阻塞率等本 论文的工作重点主要是通过通话掉线率和通话阻塞率这两个参数来对这垂直切 换的性能进行分析和对比12课题研究内容论文使用MATLAB平台来模拟WCDM纠WLAN

22、和TDSCDM刖WU州这 两种异构网络的垂直切换机制，并对这两种垂直切换场景下的异构网络性能进 行对比论文对复杂的网络环境进行了简化并选用了一些典型应用对异构网络的切换性能进行了分析论文对比的性能参数为通话掉线率和通话阻塞率。这些参数主要是通过模 拟各个网络的接纳控制机制来获得的对于WCDMA和TDSCDMA网络的接 纳控制机制，论文采用了基于吞吐量的控制算法(Throughputbased)，而对于WLAN，采用了基于两个门限值的接纳控制算法论文首先研究的是这两个异构网络的垂直切换机制对单个服务的承载能力， 这些服务包括WWW9语音和视频服务，然后对比了当网络中同时存在多种服 务时这两种垂直

23、切换的性能本文仅考虑了WWW和语音服务共存的情况13论文结构论文的组织结构如下所示：第二章介绍了WCDMA,TDSCDMA和WLAN网络的原理以及特点并且 对无线资源管理机制进行了简要介绍。最后描述了MATLAB平台的特点第三章主要介绍了无线资源管理机制中一个主要部分：接纳控制机制对 WCDMA,TDSCDMA以及WLAN的接入控制算法分别进行了较为详细的说 明第四章主要讨论和分析了研究中所使用到的所有子模型这些模型包括切换模型，无线传播模型，距离模型，用户的移动模型以及各种网络服务的流量 模型。其中无线传播模型和距离模型用来计算移动终端接收到的信号强度以及 移动终端与基站之间的距离，并且切换

24、模型参考这两个参数来决定切换是否被 触发。用户移动模型用来模拟网络中各个用户的运动路径。流量模型用来模拟 某特定网络服务的流量情况。本论文中研究的网络服务有视频服务，语音服务 和网页服务第五章模拟了WI ANWCDMA和WI A卜加DSCDMA这两个垂直切换机 制，最后对其性能进行了分析和对比第六章对整篇论文进行了总结，并讨论了此项研究今后的工作2亟鲤塞生堂焦途塞 显掏丞线圈缝垂直切逸扭麴数丝筐筮逝第二章技术综述弟一早仪不练尬21 WCDMA技术综述211 WCDMA简介WCDMA全名是WidebandCDMA，中文译名为“宽带码分多工存取” WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSM

25、MAP核心网，UTRAN(UMTS 陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统当前，WCDMA是3G的主流技术之一，其余还有CDMA2000和TDSCDMA CDMA2000技术比WCDMA成熟，但其全球漫游能力却远远不及 WCDMAWCDMA在欧洲和日本已经得到了广泛应用，并有较高的扩频增益，发 展空间很大WCDMA与GSM，IS136和PDC兼容，是GSM的一个升级，它提供了更大的网络容量和数据传输率，而且WCDMA还可以提供更高质量的数据 传输WCDMA采用了直接序列扩频码分多址(DSCDMA)、频分双工(FDD) 方式，码片速率为384Mcps，载波带宽为5MHz基于Release

26、 99Release 4版 本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。WCDMA是无线的宽带通讯GSM系统目前只能传送96Kbps，固定线路 Modem也只是56Kbps的速率而WCDMA可支持由384Kbps到2Mbps的数据 传输速率其中384Kbps的传输速率是在高速移动的状态下提供的，在低速或 是室内环境下，则可提供高达2Mbps的传输速率。WCDMA在同一传输通道中还可以提供电路交换和分组交换的服务，因此，消费者可以同时利用电路交换方式接听电话，然后用分组交换方式访问因特网， 这样的技术可以提高移动电话的使用效率，使得我们可以超越在同一时间只能 做语音或数据

27、传输服务的限制。212 WCDMA的主要特点通过以上对WCDMA的简介，这部分主要介绍WCDMA的主要特点： IWCDMA可以支持很大的系统容量 WCDMA射频收发信机能够处理的话音用户是典型窄带收发信机的8倍。每个射频载波可处理80个同时话音呼叫、或者每个载波可处理50个同时的3Intemet数据用户。2WCDMA可以承载多种服务在同一信道上，WCDMA即可进行电路交换业务也可以进行分组交换业务 真正的多媒体业务通过在单一终端上进行多个电路和分组交换连接而实现。每 个WCDMA终端可以同时接入6个服务，并且可以支持不同质量要求的业务 (例如话音和分组数据)。3WCDMA可以支持的电路交换业务

28、包括基本电话业务，电路多媒体业务， 智能网络业务，点对点业务等，而其支持的分组交换业务包括移动OICQ，移动 游戏，移动冲浪，通过手机接收和发送邮件等等4WCDMA可以提供高速，多样的用户数据传输率WCDMA具有支持多媒体服务的能力，尤其是可以支持因特网服务相比而 言，2G现今主要是用来支持语音服务，它的数据传输率为100-200kbitss除此之外，3G网络可以支持多种用户传输速率在传输过程中，不同数据帧 震中的用户传输速率可以不同，但是同一个数据帧中的传输率是不可改变的6WCDMA支持两种基本操作模型：频分双工方式(FDD)彝I时分双工方式 (TDD)上行链路指的是由移动终端到基站的连接，

29、而由基站到终端的连接则被定 义为下行链路在FDD模式下，上行和下行链路将分别使用5MHz的载波频段， 但在TDD模式下，上行和下行链路将共享一个5MHz的载波频段，只是占用不同 的时间片7卓越的话音能力GSM网络中每个小区只能处理大约100个话音呼叫，而WCDMA的每个小区能够处理至少192个话音呼叫8网络规模更加经济 WCDMA的预计传输成本将节约50左右WCDMA通过高效的数据分组处理方法，将标准ElT1线路的容量提高到了大约300个话音呼叫，而现在的网络只有30个话音呼叫。9无缝的GSM舢MTS接入双模终端将在GSM网络和UMrS舯2000网络之间提供无缝的切换和漫游，在两个接入系统之间

30、将有尽可能大的业务映象。10快速业务接入 WCDMA采用一种新的随机接入机制来支持多媒体业务的即时接入，移动用户和基站之间建立连接只需零点几毫秒并且WCDMA利用快速同步来处理4384Kbps分组数据业务213 WCDMA切换机制在GSM网络中，其核心技术之一就是硬切换硬切换就是一个”先断后 接”的过程具体的过程就是当移动终端发生切换时，先将原基站的信道释放， 之后再寻找可以连接的新基站，建立新连接CDMA系统提出了一种新的切换 技术，软切换软切换与硬切换不同，它是”先接后断”的过程ZC,00即当移动终端处于切换状态下，两个或者更多的基站对其进行监测，然后基站控制器从中选出一个信号质量最好的基

31、站与终端建立新的连接，之后终端才释放原基站的信道 通过以上对软切换和硬切换的比较，我们可以看出硬切换在过程足够快的情况下，用户就感觉不到它的影响，但当终端处于屏蔽区时，掉线就发生了而 软切换由于其”先接后断”的特点，使终端掉线率大大降低在WCDMA系统中。 软切换有着非常广泛的应用现在，WCDMA系统采用的切换技术有硬切换，软切换和更软切换ZSL00 其中硬切换发生在WCDMA网络覆盖的边缘和多载频边缘的情况下即当两个 小区的载波频率不同时，或者终端从WCDMA系统进入到其他系统(如GSM系 统)时，硬切换就不可避免了而软切换发生在相同的CDMA频道中的切换它 涉及的小区或者扇区属于不同的基站

32、软切换可以是跨无线网络控制器(Radio Network Controller,RNC)的切换或同RNC的切换sc,oo而对于更软切换，发生在移动终端位于一个基站的两个相邻扇区的小区覆盖重叠区域，它只涉及一个基站更软切换过程中并不需要移动交换中心的参与，22 TDSCDMA技术综述221 TDSCDMA简介TDSCDMA的全称是Tune DivisionSynchronous Code Division Multiple Access，即时分同步的码分多址技术TDSCDMA是中国提出的第三代移动通 信标准，并被国际广泛接受和认可作为第一个以我国知识产权为主的无线通 信国际标准，TDSCDMA是

33、我国电信史上重要的里程碑TDSCDMA是集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术，它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、 自适应功率调整等技术。TD-SCDMA传输方向的时域自适应资源分配可取得 独立于对称业务负载关系的频谱分配的最佳利用率。因此，TD-SCDMA通 过最佳自适应资源的分配和最佳频谱效率，可支持速率从8kbps到2Mbps的 语音、互联网等所有的3G业务。在最终的版本里，计划让TD-SCDMA无线 网络与INTERNET直接相连。222 TDSCDMA的新特点通

34、过以上对TDSCDMA的简要概述，这里将对TD-SCDMA的新特点进行 介绍这些新特点包括时分双工，智能天线，联合检测，上行同步，动态信道分配， 接力切换等1时分双工：TD-SCDMA是TDD系统所以TDSCDMA系统无需使用对 称频段，支持非对称的上下数据传输，并且其基站终端无需双工器以上这些特 点，使TDSCDMA可以灵活的使用频率资源，并且大大提高了TDSCDMA的频 谱利用率由于TDD上下行的无线传播环境一致，所以TDSCDMA便于使用 智能天线，功率控制等技术，可以有效的降低系统干扰，提高系统性能2智能天线：智能天线被定义为由多个天线单元组成的天线阵在通信过 程中只能天线可以动态调整

35、各个天线单元激励信号的相位和幅度，形成在空间 针对用户的波束，此波束会随用户移动而移动，始终跟随用户这样可以实现 空分复用，降低小区间和小区内的干扰，集中能量，有效提高信号强度6-_8dB3联合检测：联合检测是解调性能最好的多用户检测技术由于 TD-SCDMA综合了TDMA和CDMA技术，每载波的用户被分布到各个不相互 干扰的时隙中，使得最终每时隙中的并行用户数量很少，从而只有TDSCDMA 适于使用联合检测技术联合检测可以极大的降低甚至消除多址干扰，抑制远近效应，降低功率控制要求，降低系统信噪比要求，有效提高系统容量4接力切换：接力切换是介于硬切换和软切换之间的一种新的切换方法， 是TDSC

36、DMA移动通信系统的核心技术之一其原理是在切换测量期问，使用上 行预同步的技术，提前获取切换后的上行信道发送时间，功率信息，从而达到减 少切换时间，提高切换成功率，降低切换掉话率的目的通过接力切换，切换过程 经历的时间缩短，切换过程中始终只需一条无线链路从而节省无线资源，切换中上下行分别进行从而成功率高5动态信道分配：动态信道分配就是动态调整无线资源分配TDSCDMA6系统中的任何一条物理信道都是通过它的载频时隙扩频码波束的组合来标记 的。这就使得动态信道分配可以在频域、时域、码域和空域四个维度内进行无 线资源的调整，为提高系统性能提供了更为灵活的手段。利用动态信道分配可以达到降低干扰，均衡负

37、载，确保QoS要求的目的。6上行同步：TDSCDMA是一个同步系统，系统内的基站与基站、。基站与 移动台之间都是同步的上行同步可以显著降低小区内各个用户之间的干扰；增 加了小区覆盖范围，提高系统容量；优化了链路预算223 TDSCDMA切换机制 TDSCDMA网络允许的切换方式包括硬切换和接力切换其中接力切换是由TDSCDMA提出的新切换技术，在文献fZG00】中进行了介绍接力切换是介于硬切换和软切换之间的切换方法硬切换虽然提高了信道 利用率，一个终端不会同时占用多个小区信道，但是其掉线率却比较高相对 而言，软切换大大减低了切换的掉线率，但无线资源却遭到很大的浪费接力 切换则避免了硬切换和软切

38、换的缺陷这个切换分为三个过程：测量过程，决 策过程和执行过程这些过程在【ZGoO】中进行了详细描述231 WLAN简介WLAN的全称是Wireless Local Area Network,即无线局域网WLAN的原 理就是在一局部区域内通过无线通信技术建立起一个网络所以说WLAN是计 算机网络和无线通信技术的结合产物WLAN使用无线信道来代替传统的有线 居域网络中的传输介质，从而使用户可以在任何时间，任何地点接入到更广阔的 网络中去现在存在的支持WLAN的无线标准包括IEEE80211b，IEEE80211a, IEEE80211h，IEEE802119,IEEE80211e其中IEEE802

39、1la标准将网络的数据传 输速率提升到54Mbps这个高传输速率很大的降低了与其他设备之间的干扰工 作频率是5GHz然而，IEEE80211a与IEEE8021lbg不兼容，并且它的覆盖面积 很小(10_-25米)80211b的数据传输速率为11Mbps80211b的优点是消耗少，覆盖面积大(3040米)，而且可以与802119兼容然而，各设备在80211b标准下，相互之间7的干扰将会增加8021lb的工作频率为24GHz8021lg的数据传输速率为54Mbps8021lg的优势在于消耗少，速率高和覆 盖面积大(室内3040米，室外90米)其工作频率为24GHzIEEE8021ie标准对WLA

40、NMAC层协议提出改进，以支持多媒体传输，以 支持所有WLAN无线广播接口的服务质量保证Oos机制。而IEEE8021lh用 于8021la的频谱管理技术。当今，IEEE8021la,IEEE8021lb和IEEE8021lg是使用最广的协议他们的 作用就是使用户无线的接入到已太网中去作为一个有线网的扩展，WLAN已经在很多地方进行了使用，例如：居民小 区，游乐园，医院，飞机场和公车站等而且，WLAN也可被用来实现移动交易， 便捷会议，便捷课堂和医疗与股市等领域对于那些很难布线的地方(山区，沙 漠)，WLAN是最理想的选择232 WLAN特点WLAN最主要的特点就是使用无线电波来替代传统的有线

41、网中的电缆 WLAN使网络结构更加灵活，终端的移动更加便捷WLAN是作为有线局域网 的扩展而发展起来的任何一个团体和企业都可以利用WLAN来建立商务网络 下面将介绍WLAN的各项优点：1安装简单：一般来说，建设周期最长和对网络周围环境影响最大的过程 就是网络规划WLAN的最大优势就在于它避免和减少了此过程的巨大工作量2使用灵活：传统的有线网络中，终端设备只能在固定的一些位置接入网络然而，WLAN可以使终端在无线信号覆盖的任何位置接入网络3低消耗：有线网络缺少灵活性，所以需要大量的时间考虑将来发展的需要而WLAN的灵活性使这方面的消耗降到了最低4可扩展性：由于无线局域网可以通过很多方法来配置，所

42、以具体构建的方法可以按需灵活的选择233 WLAN切换机制文献zmo对WLAN的快速切换进行了详细描述在多种WLAN协议中， IEEE8021lf标准首先用于实现终端在同一网段上多AP之间的漫游功能但终 端使用这个标准进行切换时，AP都需要与m蛐IUS服务器进行大量的消息交换，8所以切换延时比较长于是进行了对快速切换技术的研究，并提出了 IEEE8021lr标准和其用于实现快速切换的一些新机制这些新机制包括资源预 留机制，新的密钥管理框架，新的漫游协议等，【zvoo对这些机制进行了详细讲 解24无线资源管理241无线资源管理机制简介无线资源管理机制(Radio Resource Managem

43、ent,RRM)可提高空中接口 资源的利用率RRM的主要作用就是保证服务质量(Quality of Service，QoS) RRM的主要功能有助于保持规划的覆盖范围和优化系统容量RRM包括五部分：功率控制，切换控制，接入控制，负载控制和信道分配 前四部分在下面进行介绍242功率控制 功率控制是无线资源控制机制的重要功能之一一般而言，功率控制是用来处理电池寿命以及安全问题的然而，如果多个用户同时在一个频带内运行时，功率控制就成为移动系统中必不可少的元素例如，在CDMA和WCDMA 系统中，功率控制机制是必须存在的，它的作用是调节传输功率到达一个最优 值，使其可以刚刚足够保持链路质量，这样干扰就

44、可以被大大降低了上行链路和下行链路的功率控制的职能是不同的在上行链路中。如果没 有功率控制机制，离基站进的终端信号将会阻塞远距离的终端信号所以功率 控制机制将平衡远近不同的终端的信号强度在下行链路中，由于基站会向所 有终端传输信号，那么功率控制就是用来补偿移动终端所受到的区间干扰功率控制一共有三种类型：开环功率控制，闭环功率控制和外环功率控制 其中开环功率控制对移动终端功率进行初始化设置闭环功率控制则是用来控 制上行功率和下行功率，以满足系统信噪比的要求最后外环功率控制是用来设 置在闭环功率控制中用到的信噪比目标值243切换控制 切换在移动系统中是必要的由于用户的移动性，用户会从一个小区移动9

45、到另一个小区而当用户移动出一个小区的边界时，切换将会发生 切换的种类有很多：硬切换，软切换，更软的切换，还有一个随着TDSCDMA标准提出的新切换，接力切换 硬切换意味着用户不能同时和两个或更多的小区进行通信在用户移动到另一个小区之前，这个用户要先断掉与前一个小区的连接相反，软切换允许 用户和两个小区同时进行通信更软的切换几乎和软切换相同，但更软的切换 是用在一个小区中不同扇区之间的切换而这个新的接力切换则是处于硬切换 和软切换之间的一种切换方式对于今后的网络，我们应该解决不同网络间无缝切换的问题例如，当一 个用户从WLAN移动到WCDMA的时候，应该调用什么方法来保持通话或者 服务的连续性昵

46、这就引入了垂直切换，即这篇论文的主题244接纳控制接入控制机制也是无线资源控制机制的重要组成部分之一接入控制机制 在新连接建立的时候被调用，从而维持网络中已存在用户的服务质量如果任 何新连接都无限制的进入网络，那么空中接口的负载将会急速增加，从而已存 在的用户的连接质量将不能得以保证由上可见，接入控制机制的调用恰恰发 生在一个新的用户终端要接入网络之前，对新连接进行检测以保证新连接带来 的负载增加不能损害现有连接的服务质量上行和下行链路都需要接入控制机 制当且仅当上行链路和下行链路都能接纳这个新用户，那么这个新用户才能被系统所接纳【H地锄01245负载控制当系统开始超载时，负载控制机制将会被调

47、用，从而使系统恢复到以前的 一个稳定状态中负载的极限值在无线网络规划中进行定义当系统的负载超 越了负载极限值，负载控制功能将被执行为了降低或者平衡系统负载而可能执行的负载控制行为在cv00中有详细描述10251简介 本文通过MATLAB平台对垂直切换机制进行模拟之所以使用此平台，主要是由于MATLAB是一种功能十分强大，运算效率很高的数学工具软件起初，M蜘AB是专门用于矩阵计算的一种数学软件，但伴随着MATLAB的逐步市场化，它的功能越来越强大在MATLAB环境下，用户可以继承的进行程序设计，数值计算，图形绘制，输入输出，文件管理等多项操作MATLAB可以通过其极其丰富的内部函数来解决许多基本

48、问题，并通过其 为数不少的工具箱来解决某些特定领域的复杂问题MATLAB具有强大的图 形处理功能，它本身带有许多绘图的库函数，可以很轻松的画出各种复杂的二 维和多维图形，从而将一些模拟结果很简单的描述出来由于MATLAB的强大功能，再加上它本身比较简单易学，并可以极大的提 高工作效率和质量，MATLAB已成为科研人员进行系统仿真的一种实用工具MATLAB是一个功能极其强大的软件，具有很多功能，介绍如下： 数值计算：MATLAB具有很强的数据计算功能，这是它的基础它包括 基本的数据类型，特殊的数据类型和专用函数它并可以建立矩阵，还 支持关系和逻辑运算 数值分析：MATLAB包含很多基本命令，通过

49、综合运用这些命令可以解 决一些实际问题例如，MATLAB包含在工程领域根据有限的已知数据 对未知数据进行推测时经常用到的数据插值和拟和方法，在信号工程领 域经常需要用到的傅立叶变换的工具，在物理或工程领域中经常需要用 到的微分方程等MATLAB还可以处理类似优化，偏微分方程等较复杂 的问题 图形处理：MATLAB在绘图方面的功能非常全面，可以很方便的绘制二 维，三维甚至多维图形这个巨大的图形处理技术给人们提供了一种可 以更直接，更清楚的了解事物结果和本质的方法程序编辑和调试：用户可以在MATLAB的命令窗口直接输入命令行，从而以一种交互式的方式来编写程序但是当问题复杂时，M棚AB和其他高级语言

50、一样，可以进行控制流的程序设计，通过M文件来进行编程与其他软件和语言的良好对接性：MATLAB作为一个优秀的工程软件，除了自身功能强大，环境友好之外，还有很多的开放性这种开放性体 现在MATLAB可以和外部应用程序实现”无缝”结合，提示了专业应用程 序接口API： 文件管理：MATLAB使用多种文件格式打开和保存数据，有的文件格式 是为MATLAB定制的，有的是业界标准的文件格式，还有一些是为其他 应用定制的文件格式用来保存和打开数据文件的技术包括GUI以及命 令窗口命令 创建图形用户界面：MATLAB可以提供图形用户界面必要的特征这些 特征包括菜单，上下文菜单，按钮，滚动条，单选按钮，弹出式菜单和列 表框等Simulink仿真系统：在MATLAB中，Simulink是用来建模，仿真和分析 动态多维系统的交互工具可以使用Simulink提供的标准模型库或者自 行创建模型库，描述，模拟，评价和精化系统行为同时，Simulink和 MATLAB之间的联系十分便捷，可以使用一个灵活的操作系统和应用广 泛的分析和设计工具最后，除了可以使用Simulink建模和