基于多屬性決策或模糊邏輯控制的垂直切換算法研究.pdf

1、下一代移動通信系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡(luò)將是一個由多種無線接入技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)融合而成的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)提供了更多的接入方式的選擇、不同的QoS等級和無線特征，實現(xiàn)“5W”通信。為了保證終端業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和連續(xù)性，需要通過切換技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無縫切換。常用的切換技術(shù)主要有基于接收信號強度的切換方案、基于多屬性決策理論的切換方案和基于人工智能的切換方案。第一種方法判決屬性單一、考慮因素不全面，由于多徑衰落很容易產(chǎn)生乒乓效應(yīng)；第二種方法可以根據(jù)業(yè)務(wù)

2、需求選擇合適的決策屬性，靈活度較高，但是所考慮的決策屬性會有所偏差或者遺漏，并且在分配屬性權(quán)重時過于主觀；第三種方法雖然能夠較精確地實現(xiàn)切換，但是算法過于復(fù)雜，難以普遍運用于一般設(shè)備中。
　　本文主要針對現(xiàn)有的切換算法存在的問題，提出三種不同的垂直切換算法，深入研究其各自在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的切換性能并進行仿真驗證：
　?。?）提出一種基于QoS的多屬性決策切換算法，突出業(yè)務(wù)QoS的重要性，選取帶寬、時延、抖動和丟包率，同時考慮價格

3、屬性以滿足終端用戶的滿意度。該算法主要把層次分析法和逼近理想解法相結(jié)合，在會話類業(yè)務(wù)、流類業(yè)務(wù)、交互類業(yè)務(wù)和后臺類業(yè)務(wù)下，對三類候選網(wǎng)絡(luò)（UMTS、WiMAX、WLAN）進行垂直切換的研究。
　　在Matlab平臺下進行仿真驗證，結(jié)果顯示，該算法更加適用于流類業(yè)務(wù)較多的情況，與基于層次分析法的垂直切換算法相比，所提出算法能在流類業(yè)務(wù)下的將網(wǎng)絡(luò)阻塞概率從16.61％下降到了8.63%。
　?。?）在方案（1）的基礎(chǔ)上，提出一種

4、改進的多屬性決策垂直切換算法，增加考慮了多種屬性，例如接收信號強度、終端移動速度、網(wǎng)絡(luò)負載和安全性等。在屬性權(quán)重研究中，提出二層層次結(jié)構(gòu)，通過主客觀權(quán)重共同決定選取屬性的總權(quán)重值，解決了權(quán)重分配過于主觀的問題。在網(wǎng)絡(luò)排序研究中，結(jié)合逼近理想解法解決了網(wǎng)絡(luò)排序異常的問題。
　　在Matlab平臺下選取終端移動速度在1、5、10、20米/秒時分別進行仿真驗證，結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)的切換算法相比，該算法能夠自適應(yīng)終端的移動速度，當(dāng)終端移動速

5、度相對較低時，會根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇更好的接入網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)終端移動速度相對較高時，由于停留在某些覆蓋范圍小的網(wǎng)絡(luò)時間太短，會選擇覆蓋范圍更大的網(wǎng)絡(luò)。以會話類業(yè)務(wù)為例，在終端低速移動的情況下（1、5米/秒），終端的切換次數(shù)為8次；而在終端高速移動的情況下（10、20米/秒），終端的切換次數(shù)下降到2次。
　　（3）提出一種基于模糊邏輯控制的垂直切換算法，用于解決決策時遇到的模糊性問題。例如由于速度在不同網(wǎng)絡(luò)中的定義也不同，故將原本精確的數(shù)值通