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在过去的几十年里移动通信技术取得了很大的进步,目前的组网形式已经从单一网络向多种网络共同组网发展,任何人可以在任何时候、任何地点同任何人进行任何形式的通信是通信技术发展的最终目标。
目前,UMTS 和 WLAN 是两种主要的接入网络。UMTS 主要用于广域通信,用户在网络覆盖范围内可以自由移动,但是带宽相对比较窄;而 WLAN 用于城域通信,可以提供较高的传输速率,但是灵活性比较差。由于 WLAN 与 UMTS 这些互补的特性,WLAN-UMTS 的互通是目前的无线互联网的研究重点之一,切换是移动通信系统特有的、最重要的功能之一,是网络互通的基础。同构蜂窝网中移动台在小区内和小区间的切换统称为水平切换;而垂直切换是移动台在异构网络之间进行的切换。UMTS-WLAN 网络之间的切换相较水平算法来说在网络参数、系统参数、业务方式等方面提出了挑战。
这篇文章第一、二章介绍了 UMTS 和 WLAN 网络特点,详细分析了松耦合和紧耦合两种不同的组网方式,比较了垂直切换与水平切换的不同,介绍了垂直切换的控制方式。第三章介绍垂直切换算法的设计原则,并重点分析了信号强度的模型和三种不同的速度评估模型:规律运动下的 WLAN 穿越场景、规律运动下的乒乓场景、随机运动场景。
第四章根据现有的垂直切换算法提出了一种修改切换算法-DSAV,这种算法以动态的信号强度迟滞和移动终端的速度作为判决条件。在这章中,基于判决吞吐量的映射函数提出了一种 UMTS-WLAN 切换判决条件,根据不同业务的不同 QoS要求提出并详细分析了算法的动态门限值,并对切换频率、移动终端的状态以及网络的吞吐量进行了详细分析。
第五,六章简要介绍了 OPNET 仿真平台,并根据前面的切换理论采用 OPNET系统仿真工具搭建了 UMTS-WLAN 的仿真平台,在此平台上运行DSAV算法和普通的信号强度算法。比较了这两种算法的网络吞吐量、切换频率和网络状态概率,验证了改进后算法的优越性。