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随着宽带无线通信技术的不断发展,未来的移动通信网络世界势必会形成一个多种无线网络共存的局面。通过异构网络融合技术,实现终端的多种网络接入。船联网是一个新兴的概念,其主要内容是船舶终端能够保持在线,并进行各种无线网络业务。将异构网络融合的垂直切换技术应用到船联网中有十分现实的意义,同时可以结合现有船用设备及船用系统来改进垂直切换的性能。
本论文对该领域的国内外研究现状做了大量的调研,并学习了垂直切换的相关技术,包括其切换过程、性能指标,着重研究了切换决策。随后调研并学习了目前建设的船联网中已经存在和将来会建设的无线网络和已在船舶上广泛运用的AIS系统。在分析了现有的垂直切换算法以及内河航运现状后,提出了一种适用于船联网的垂直切换算法。除了二维代价函数加权法运用到切换算法中,还基于本文所用的算法应用了切换代价这一参数,另外为了结合船联网的特性还将船载AIS信令中的位置信息、航速信息、航向信息运用到了切换算法中,最后还可以运用AIS系统中的低带宽信息传输功能与信息中心交换航行的无线网络状况信息。与AIS的结合能进一步提高切换性能。此算法特点有:
(1)运用切换代价参数,使其更符合人们的感受,并且通过不同的切换代价来灵活的控制不同情况下不同的切换需要。比如不同的速度会有不同的切换代价,进入网络时和远离网络时也会根据不同的情况从而设置不同的切换代价。
(2)根据异构网络的松耦合和紧耦合,将备用网络的概念运用到船联网中,并且将预测的网络参数值与信息中心的值进行融合来进行提前判决,根据不同的状况选择不同的备用网络级别以提前做好网络切换准备,从而可以节省时间。
(3)通过归一化处理,以及切换代价的使用并运用二维代价加权函数法结合前两点所提的船联网特点的切换算法完成一个完整的适用于船联网的垂直切换系统。
最后通过仿真来实现该适用于船联网的垂直切换系统,验证了该算法和相关参数设置在提高垂直切换性能上的有效性,同时也验证了与AIS系统以及信息中心结合的构想能够有效改善垂直切换性能。减少乒乓切换,并且让终端能提前做好切换准备,减少时延及系统开销。