【正文】 LTE的載波頻率是2000MHz，Wimax的載波頻率是2500MHz，發(fā)射功率分。3. 小尺度衰落：利用jakes模型進行仿真。 LTE和WIMAX垂直切換仿真結(jié)果和分析算法涉及到的仿真包括：1. 接收信號的強度的設計?；谇叭搜芯砍龅南旅媪鶊D加上自己對原有和自己程序的理解進行圖的具體分析。收到的信號強度直接反映了話音傳輸?shù)馁|(zhì)量。當C位于灰色區(qū)域時，可以根據(jù)實際業(yè)務要求，選擇連接到LTE網(wǎng)絡或WIMAX網(wǎng)絡。LTE基站和WIMAX基站通常位于不同地點，分別如圖中點A和點B所示，分析方便，假設多模終端C沿著麗方向，以速度v移動。與動態(tài)仿真相比，事件仿真的時間采樣率要低，只是在事件發(fā)生的指定時間進行仿真，對于業(yè)務過程的仿真也較動態(tài)仿真低。(4)事件仿真事件仿真中模擬了移動臺的移動性以及業(yè)務過程，同時業(yè)務質(zhì)量也被反映出來。靜態(tài)分析法由于不去考慮仿真中涉及的所有因素，它可以快速的得到分析結(jié)果?？梢暂^準確地模擬切換過程；可以更好地分析、檢驗和改進各種復雜的無線資源管理算法。動態(tài)仿真可以較真實的反映用戶在實際網(wǎng)絡中的運行狀況，但該仿真具有較高的復雜度和需要較長的計算時間。動態(tài)仿真是一段連續(xù)時間內(nèi)對網(wǎng)絡系統(tǒng)的詳細描述，它考慮了無線資源管理命令的過程，以及業(yè)務的生成與結(jié)束過程。在靜態(tài)仿真的快照中不能仿真移動臺移動等，因而需要通過一個動態(tài)的仿真過程得到統(tǒng)計平均影響，然后在靜態(tài)仿真中加入這些因素對網(wǎng)絡的平均影響。將多次獨立抓拍的結(jié)果進行統(tǒng)計平均，其精度主要決定于抓拍的次數(shù)，次數(shù)過少，可信度就低，然而次數(shù)過多，復雜性又大大增加，因此必須適當選取抓拍次數(shù)。靜態(tài)仿真時，每間隔一段時間進行一次快照抓拍，這樣每次抓拍是獨立的。(1)靜態(tài)仿真又稱“快照法抓拍法”。(3)面向?qū)ο缶幊毯徒Y(jié)構(gòu)化的控制功能(4)程序設計自由度較大(5)程序可移植性好(6)強大的圖形功能(7)擁有分門別類的工具箱(8)開放性的共享源代碼由于對垂直切換機制的模擬需要通過大量的計算來完成，并且需要通過圖形來描述用戶切換次數(shù)、傳輸時延和服務速率，這樣M戶TLAB就成為了本研究中最好的模擬工具。同樣，由于庫函數(shù)都是由本領(lǐng)域的專家編寫，從而也避免了一些不必要的錯誤，用戶不必擔心函數(shù)的可靠性問題。MATLAB是一種以數(shù)組和矩陣為元素的工程計算語言，主要包括以下幾個部分:MATLAB語言!MATLAB工作環(huán)境、MATLAB句柄圖形控制系統(tǒng)、MATLAB數(shù)學函數(shù)庫、MATLAB工具箱和MATLAB的應用程序接口。MATLAB是一種用于工程計算的高性能語言，它集中了計算功能、數(shù)據(jù)可視化功能和程序設計功能。需要指出的是，為了系統(tǒng)的簡化和仿真時間上的考慮，系統(tǒng)級的仿真一般是上行和下行分離的，這在一定程度上限制了仿真的真實性。無線資源管理(RRM)算法也對系統(tǒng)級性能起著至關(guān)重要的作用，例如接入控制!功率控制、調(diào)度算法、資源分配算法和切換策略等。好的鏈路級性能是達到好的系統(tǒng)級性能的必要條件但并不是充分條件。系統(tǒng)級仿真的主要目的是系統(tǒng)容量分析和網(wǎng)絡覆蓋:規(guī)劃網(wǎng)絡優(yōu)化。通信系統(tǒng)仿真通常分為鏈路級仿真與系統(tǒng)級仿真兩大類。另外，仿真也可以用作理論研究的輔助工具之一。最后計算每個可用網(wǎng)絡所對應的加權(quán)和，并據(jù)之選擇切換的目標網(wǎng)絡。④基于層次分析法(AHP，Analytieal Hierarehy Proeess)的方法層次分析法是多屬性決策中的常用方法之一，將之應用于垂直切換決策，包括以下幾個步驟:首先將切換決策目標分解成若干準則，并與可用網(wǎng)絡共同構(gòu)成包括目標層、準則層和方案層的層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)策略庫中所定義的策略和規(guī)則，由PDP進行切換決策，PEP負責執(zhí)行PDP和PEP是駐留在某網(wǎng)絡節(jié)點中的功能模塊。將切換決策中需要考慮的因素作為模糊推理系統(tǒng)的輸入，首先經(jīng)過模糊化，然后根據(jù)規(guī)則庫中定義的對應不同輸入組合的規(guī)則，得到模糊化的切換決策結(jié)果，再經(jīng)過決策結(jié)果的解模糊，得到是否執(zhí)行切換的最終決策結(jié)果。下面介紹一些經(jīng)典垂直切換算法:(2)多屬性垂直切換決策算法①基于簡單加權(quán)和的方法這種方法采用各種因素的線性組合，為決策中要涉及的每種因素分配相應的權(quán)重值，選擇加權(quán)和最高的網(wǎng)絡為切換的目標網(wǎng)絡。在水平切換中，切換目標小區(qū)的選擇必須是最佳的，而垂直切換算法的目標是要選擇最合適的網(wǎng)絡而非性能最佳的網(wǎng)絡為切換目標網(wǎng)絡，其需要進行多屬性切換。異構(gòu)無線網(wǎng)絡中的垂直切換與水平切換有著本質(zhì)區(qū)別，對于垂直切換，其強調(diào)的不是物理鏈路切換，而是強調(diào)高層邏輯接口切換，其著眼點不是依據(jù)接收信號強度進行切換判決，而是依據(jù)用戶需求、業(yè)務類型、網(wǎng)絡屬性和狀態(tài)、移動終端狀態(tài)等多方面因素進行切換判決。因此該類算法一般只適用于水平切換。該算法實際上是對駐留時間設置的折衷考慮，如果時間間隔太短，則不能有效消除信號波動，如果時間間隔太長，會增加切換時延。試驗表明，基于遲滯電平的方法在移動終端處于高速狀態(tài)下會取得相對較好的性能，而基于駐留時間的方法在移動終端處于低速狀態(tài)下可取得較好的性能。用戶終端通過采集接收信號強度差值來觸發(fā)切換。下面將首先介紹經(jīng)典的基于接收信號強度的水平切換算法及其改進算法，然后討論了該類算法在垂直切換中的不足并總結(jié)了垂直切換算法的要求，最后介紹了目前廣泛研究的多屬性垂直切換決策算法。數(shù)據(jù)業(yè)務不能容忍錯誤的發(fā)生，對時延限制的要求通常是統(tǒng)計意義上的平均時延?，F(xiàn)有移動通信系統(tǒng)的切換算法主要是為同構(gòu)網(wǎng)絡環(huán)境下的語音業(yè)務設計的，語音業(yè)務一般使用電路交換，其允許短暫錯誤的發(fā)生，切換算法的目標是有較低的呼叫阻塞率和強迫中止率，同時要滿足絕對時延限制的要求。異構(gòu)無線網(wǎng)絡間垂直切換的關(guān)鍵是設計出合適的切換算法，以滿足用戶在不同狀態(tài)下的QoS要求垂直切換算法的關(guān)鍵是要解決跨異構(gòu)網(wǎng)絡切換過程中非期望的數(shù)據(jù)傳輸性能下降(包括數(shù)據(jù)丟失)和切換時延的問題?，F(xiàn)有研究包括mSCTP實現(xiàn)垂直切換的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信令流程及性能仿真和分析。二是提出新的、支持切換的傳輸層協(xié)議。傳輸層的垂直切換技術(shù)分為兩類。網(wǎng)絡層的垂直切換技術(shù)以移動IP(Mobile IP，MIP)為代表。GLL可以看作在原有的協(xié)議層上增加的一個新的通信層，用來為不同的無線接入機制提供統(tǒng)一的鏈路層數(shù)據(jù)處理功能。垂直切換要保證與底層接入技術(shù)的無關(guān)性。如研究如何降低終端的能耗，以及確定恰當?shù)挠|發(fā)時間，切換目標網(wǎng)絡的選擇策略等，將對一些經(jīng)典的垂直切換決策算法進行歸類和描述。表23換決策中需要考慮的各種因素進行了總結(jié)。但是，由于上述這些硬判決策略都忽略了異構(gòu)無線網(wǎng)絡中系統(tǒng)狀態(tài)的動態(tài)變化，以及不同用戶在業(yè)務需求和終端狀態(tài)等方面的差異性，所以無法在動態(tài)變化著的系統(tǒng)條件下滿足多模終端的個性化業(yè)務需求。例如，終端通過測量來自各無線接入系統(tǒng)的廣播包的信號強度來確定相應系統(tǒng)的信道條件，從而選擇切換到信道條件最好的系統(tǒng)；終端利用各無線接入系統(tǒng)的廣播信息來獲取相應系統(tǒng)的載荷情況，進而選擇擁塞程度比較輕的系統(tǒng)作為切換目標；據(jù)終端中的業(yè)務類型來確定首選的切換目標；針對由蜂窩無線系統(tǒng)和WLAN所組成的異構(gòu)無線網(wǎng)絡提出了一種稱為WLAN If coverage的切換策略，只要多模終端處于WLAN的覆蓋范圍內(nèi)，就盡可能地接入到覆蓋范圍比較小帶寬資源比較豐富的WLAN中。在較早提出的切換決策算法中，絕大部分都屬于硬切換策略。再考慮到網(wǎng)絡邊緣化和智能終端的發(fā)展趨勢，可以認為MCHO是垂直切換中最恰當?shù)目刂品绞?。但是，因為垂直切換的判決因素包括不同網(wǎng)絡的狀況和性能參數(shù)，只有移動終端可以方便地獲取不同網(wǎng)絡接口上的相關(guān)信息，顯然NCHO方式不合適。在切換技術(shù)中，常見的切換控制方式有移動終端控制的切換(MCHO，Mobile Controlled Handoff)、網(wǎng)絡控制的切換（NCHO，Network Control Handoff）和移動終端輔助的切換(MAHO，Mobile Assisted Handoff)，如，歐洲的DECT(Digital Enhanced Cordless Telemunieations，數(shù)字增強型無繩電話)和北美的RACS(Persond Aeess Communieation System，個人接入通信系統(tǒng))等數(shù)字無繩通信系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)采用MCHO方式，TACS(Total Aceess Communications System，全入網(wǎng)通信系統(tǒng))及AMPS(Advaneed Mobile Phonesystem，高級移動電話系統(tǒng))等模擬蜂窩移動通信網(wǎng)絡均采用NCHO，而GSM/GPRS、CDMA等數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡通常采用MAHO方式。然而，構(gòu)建并維持LSS往往很困難，需要在LSS中保存每個網(wǎng)絡的精確數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫的建立和維護操作開銷較大。根據(jù)終端的地理位置，向終端提供其周圍可得網(wǎng)絡的帶寬、時延等參數(shù)。接收不頻繁的網(wǎng)絡接口可以有效地利用能量，但它發(fā)現(xiàn)可得無線網(wǎng)絡的速度會比較慢所以，需要在能量消耗與網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)時間之間取得良好的平衡。改進的方法之一是網(wǎng)絡接口周期性地接收服務公告(service Advertisement，SA)，接收頻率將直接影響網(wǎng)絡的發(fā)現(xiàn)時間。另外，為了使終端盡快獲取新的無線網(wǎng)絡服務，要求終端能夠快速發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡。終端尋找可得網(wǎng)絡最簡單的方法就是一直讓所有網(wǎng)絡接口都處在接收/發(fā)送狀態(tài)。下面分別對這三個階段進行簡要介紹。垂直切換包括三個階段，即網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)、切換決策和切換執(zhí)行。從另一角度來看垂直切換的不對稱性，下行垂直切換一般是基于特定策略(由系統(tǒng)或用戶設定)下的優(yōu)化切換，此時用戶終端有多個網(wǎng)絡接口可用，切換并不是必須的、急迫的；而上行垂直切換往往是基于QoS保證下的強制切換，支持當前會話的網(wǎng)絡接口的可用性快速下降(由相關(guān)的物理層和鏈路層事件直接觸發(fā))，必須立即進行切換，以避免通信質(zhì)量嚴重下降甚至通信中斷。表22 垂直切換與水平切換的比較比較項水平切換垂直切換涉及接入技術(shù)同類接入技術(shù)異類接入技術(shù)切換觸發(fā)原因終端動態(tài)移動引起的物理位置變化導致網(wǎng)絡接入點的變化情調(diào)接入點的變化，可能由物理位置變化或接入技術(shù)變化引起切換決策因素主要基于對鏈路、尤其是接收信號強度的測量，即RSS及其變化指標綜合考慮與用戶、應用、網(wǎng)絡、終端有關(guān)的各種因素切換控制方式常由網(wǎng)絡控制，終端被動或完成輔助的測量工作常由用戶或終端根據(jù)偏好或QoS主動發(fā)起鏈路轉(zhuǎn)換實現(xiàn)在鏈路層實現(xiàn)在網(wǎng)絡層、傳輸層或應用層實現(xiàn)對稱性對稱不對稱，分為向上切換和向下切換值得注意的是，由于垂直切換前后的接入網(wǎng)絡存在明顯的特性差異，所以垂直切換具有不對稱性。除了切換過程中所涉及的接入網(wǎng)絡技術(shù)的不同，垂直切換與水平切換在切換觸發(fā)原因，切換決策判決因素，切換控制方式，切換中的鏈路轉(zhuǎn)換實現(xiàn)等方面也存在差異。水平切換出現(xiàn)在同種接入技術(shù)之間，切換前后的無線鏈路采用相同的鏈路層技術(shù)，因此，水平切換中的鏈路轉(zhuǎn)換常在鏈路層實現(xiàn)。垂直切換中，用戶可以根據(jù)偏好設置或者QoS的考慮，主動發(fā)起切換。（3）切換控制方式不同。水平切換的判決通常根據(jù)終端所接收到的物理信號強度(RSS，Received signal strength)及其變化指標(例如，帶門限的RSS、帶滯后余量的RSS和信道可用性)進行。垂直切換強調(diào)接入點的變化，而接入點變化并不一定由物理位置變化引起，還可能由接入技術(shù)的變化引起，因而可能是靜態(tài)的。如下圖21所示：圖21 垂直切換與水平切換示意圖除了切換過程中所涉及的接入網(wǎng)絡技術(shù)是否同類，垂直切換與水平切換在很多方面還存在著差異，包括：（1）觸發(fā)切換的原因不同。根據(jù)垂直切換方向的不同，又可以分為向上切換和向下切換。在各類無線接入技術(shù)共同構(gòu)成的無線重疊網(wǎng)絡，同類接入技術(shù)之間的切換稱為水平切換，例如，WLAN中不同AP之間的切換，GSM中不同基站、交換系統(tǒng)及運營商間的切換；而不同類接入技術(shù)之間的切換稱為垂直切換，例如UMTS和WLAN之間的切換。根據(jù)切換中是否允許用戶控制，分為主動切換和被動切換。根據(jù)切換前后所涉及的無線頻率，分為同頻切換和異頻切換。根據(jù)涉及的接入技術(shù)是否同類，可以分為水平切換(或稱系統(tǒng)內(nèi)切換)和垂直切換(或稱系統(tǒng)間切換)。相應地，切換具有了一些新的特征，也出現(xiàn)了多種不同的分類方法。傳統(tǒng)蜂窩移動通信網(wǎng)絡中的切換控制主要支持用戶在網(wǎng)絡內(nèi)部移動時的會話移動性。多模終端的發(fā)展使用戶靈活選擇服務網(wǎng)絡成為可能。該類架構(gòu)中同樣需要解決諸如功率控制、信道分配、接納控制、切換控制等無線資源管理的基本功能，同時還包括了實現(xiàn)聯(lián)合接納控制、網(wǎng)間負載均衡、垂直切換和無縫漫游、服務質(zhì)量保證等異構(gòu)網(wǎng)絡特有的功能。異構(gòu)無線網(wǎng)絡資源管理不僅包含了同構(gòu)網(wǎng)絡無線資源管理的全部體系，而且增加了新的研究內(nèi)容，即面向集成和融合不同接入技術(shù)的綜合無線接入網(wǎng)絡的聯(lián)合資源管理，如聯(lián)合接納控制、網(wǎng)絡間的負載均衡、垂直切換和無縫漫游、服務質(zhì)量保證等異構(gòu)網(wǎng)絡特有的功能，從而實現(xiàn)無線資源的優(yōu)化使用和達到系統(tǒng)容量最大化的目標。傳統(tǒng)無線資源管理的各資源管理算法盡力而為地為其網(wǎng)絡內(nèi)無線用戶終端提供服務質(zhì)量保障。此外還有其他幾種解決QoS的算法，如無線鏈路層解決方案、TCP連接分離方法、TCP迭加解決方案、套接口/網(wǎng)關(guān)解決方案等。在無線網(wǎng)絡中，傳統(tǒng)的流量控制并不適應用來提供Qos保證，因為會把無線信道傳輸過程中的分組丟失當作網(wǎng)絡擁塞來處理。盡管TCP層可以保障一定的QoS，如減少分組丟失率，但是仍無法滿足高實時性要求的圖像、視頻等多媒體業(yè)務在無線系統(tǒng)中傳輸?shù)亩说蕉薗oS要求。接納控制管理承載映射、發(fā)起強制呼叫釋放、強制頻率間或系統(tǒng)間的切換等功能。此外，未來移動通信系統(tǒng)中接納控制要求在判決過程中，使用網(wǎng)絡計劃和干擾測量的門限，任何新的連接不應該影響覆蓋范圍和現(xiàn)有連接的質(zhì)量(整個連接期間)，當新連接產(chǎn)生時，接納控制利用來自負荷控制和功率控制的負荷信息估計上、下行鏈路負荷的增加負荷的改變依賴于流量和質(zhì)量等參數(shù)，若超過上行或下行鏈路的門限值，則不允許接入新的呼叫。在CDMA網(wǎng)絡中，使用軟容量的概念，每個新呼叫的產(chǎn)生都會增加所有其他現(xiàn)有呼叫的干擾電平，從而影響整個系統(tǒng)的容量和呼叫質(zhì)量。正TF在移動性管理方面做了許多工作，提出并制訂了一些相關(guān)的標準:如宏移動(Maero Mobility)和微移動(Mier