异构网络垂直切换决策研究

• 作 者: 苏晨
• 机 构: 重庆邮电大学
• 出 处: 重庆邮电大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 异构网络 马尔可夫 垂直切换 决策模型 移动通信

未来的移动通信环境将包括各种具有不同的传输速率、覆盖范围、系统容量及服务水平的无线接入网络。为了充分利用不同接入网络的特点，向用户提供无处不在的服务，就需要实现异构网络之间的协作和融合。而垂直切换是异构网络相互融合的基础。在垂直切换过程中，切换判决是一个非常重要的环节，直接决定切换性能。因此，网络间的切换决策算法研究尤为重要。　　
本论文首先分析了异构网络环境下触发垂直切换的原因，然后总结了当前国内外所进行的异构网络垂直切换算法，并分析比较了它们的优缺点，最后提出一种基于马尔可夫决策过程理论的垂直切换决策算法。　　
马尔可夫决策过程是研究一类随机序贯决策问题的理论。我们首先将异构网络场景按照马尔可夫决策过程的五重组构建成离散时间折扣马尔可夫决策模型，然后采用动态规划算法求解该模型，动态规划算法包括策略迭代法和价值迭代法，通过最大化所有可能状态的准则函数值来获取最佳策略。　　
由于该模型的转移概率未知，采用动态规划算法势必会造成一定的误差，因此我们又引入强化学习算法的Q学习法求解该马尔可夫决策过程模型，Q学习法根据终端所收到的关于某行为执行的报酬和当前状态值的估计来对行为的结果进行不断的评估，最终得到最佳策略。　　
最后，我们将提出的基于马尔可夫决策过程理论的垂直切换决策算法应用于UMTS和、WLAN这两个网络间的切换判决。本文考察了多媒体应用、会话类业务、网页浏览三种应用场景，通过对这三个应用场景的仿真分析，我们可以看出该算法能够有效地综合评价候选网络的性能，做出合理的切换决策。