摘要：基于传统切换算法的不足，提出了GPS辅助条件下位置知晓切换判决算法 ，实现异构网的切换。该算法综合考虑了网间切换的时延和信令负荷等问题，并对此算法进行了仿真验证。仿真结果表明，该算法性能相对于传统纯粹基于接收功率的切换算法有显著提升。
关键词：异构网络 GPS 切换判决
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0114-01
1、引言
所谓异构网络（Heterogeneous Network）是一种类型的网络，其是由不同制造商生产的计算机，网络设备和系统组成的。切换是移动通信系统所特有的，也是最重要的功能之一，包括水平切换与垂直切换两类。水平切换只能在各自的网络内部进行切换，垂直切换可能在分层结构的不同网络之间进行。垂直切换相当复杂，它要求低功耗、低时延、占用带宽尽可能小。
异构网络的切换为垂直切换。由切换触发、切换判决和切换执行三部分组成。切换算法的性能主要取决于切换触发和切换判决两个过程。当切换触发事件发生后，根据判决策略来决定是否进行切换。不准确的切换触发会使后续的切换判决策略失去意义，因此只有综合考虑各方面情况，制定出合理的切换策略，才能保证用户在异构网中正常切换。
由于传统纯粹基于接收信号强度的切换判决算法性能不佳，主要体现在以下几方面：平均乒乓次数多、切换时延长、丢包率大等。这样使得用户得到的服务质量有所下降。考虑到目前全球卫星定位系统GPS设备已被广泛使用且价格可以接受，因此在位置知晓判决算法中加入GPS地理定位信息以获得精确位置与运动信息来避免不必要的探测延迟。移动台可以根据运营商给定的网络边界信息进行切换的判决。
2、位置知晓切换判决算法
2.1 切换算法分析
传统的平均接收信号强度的算法是将 RSS 的平均值与固定的切换判决门限相比较来触发切换，如文献[5]中描述的算法。这种算法面临着很多难以解决的问题，由于慢衰落和快衰落使接收的信号电平产生波动，移动台接收到的信号强度并不能很好地体现出移动台与各基站之间的距离，产生了不必要的切换。据此设计的切换判决算法在实际环境下的性能不甚理想。因此，我们提出了GPS辅助条件下位置知晓切换判决算法。
2.2 切换判决算法流程图
在异构网络环境中，由于异构网的特点使得切换时延远远大于同种网内的切换。系统负载越高，移动台在切换时被拒绝的概率越大，使得整个系统的平均切换时延也就越高。移动台移动越快，切换检测间隔越短。
式（1）、式（2）中R代表基站覆盖半径，PL（d0）为接收功率（距离d0）。N代表路径损耗衰减指数。X（dB）表示一个零均值高斯分布随机变量，方差（dB）
2.3 性能评估
我们设置4个基站和8个移动台，基站的覆盖半径都为800米，切换检测间隔是0.48秒。改变切换提前距离从20米到60米，并设最大速度为20米/秒、信令时延为2秒。仿真结果显示，切换发起次数、乒乓次数、错误发起次数都将显著减小。而切换失败率在提前距离约为35米时比15米时明显减小，然而传统的基于RSS的算法的切换发起次数是PAHO的很多倍。
3、结语
首先简单介绍了异构网络，然后提出了PAHO算法，通过仿真实验证明在相邻小区都对小区边界达到充分覆盖的条件下切换判决算法优于传统基于接收功率的切换算法性能，且效果很明显。
参考文献
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[2]牛奔.无线异构网络的切换技术研究[D].北京邮电大学硕士论文，2008.
[3]邱禹.异构网络中垂直切换技术研究与实现[D].北京邮电大学硕士论文，2009.
[4]庄秀斌，郑秀丽，郭小莉，李玉宏.一种异构无线网络多判据垂直切换决策算法[J].电信科学，2009（20）：76一80.
[5]Syuhada M Z A，Mahamod I，Firuz WAWNS.Performance Evaluation of Vertical Handoff in Fourth Generation Networks Model[C]/ / Proc.of IEEE National Conference on Telecommunication Technology 26 - 27 August 2008.