傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制

劉冰 劉晗

【摘要】 針對傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制的不足，文章研究了一種新的基于代價函數(shù)的垂直切換算法，該算法采用面向當(dāng)前應(yīng)用程序的代價函數(shù)對可接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估與選擇，并結(jié)合穩(wěn)定周期，移動節(jié)點(diǎn)的移動速度和所處位置自動調(diào)整切換執(zhí)行時間，使移動節(jié)點(diǎn)能夠自適應(yīng)的進(jìn)行切換。

【關(guān)鍵詞】 代價函數(shù) 垂直切換 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)帶寬、收費(fèi)及能量消耗等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對可接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估與選擇，克服了標(biāo)準(zhǔn)移動IP代理搜索機(jī)制的缺陷，增強(qiáng)移動節(jié)點(diǎn)對切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)選擇的準(zhǔn)確性，從而減少不必要的切換。另外，切換機(jī)制通過對不同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置不同的權(quán)值，克服了快速垂直切換和平滑垂直切換機(jī)制僅僅依靠鏈路層信息作切換決策的缺陷，能滿足移動用戶的特殊性需求，極大地提高了系統(tǒng)的切換性能。

一、傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制的操作過程

傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制的具體操作步驟如下：

Step 1：設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的權(quán)值。移動用戶通過切換系統(tǒng)的圖形用戶接口（GUI）設(shè)置每個網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的權(quán)值，權(quán)值之和等于1。GUI是移動節(jié)點(diǎn)的切換主程序提供給移動用戶設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)權(quán)值的人機(jī)交互窗口。如圖1所示。

Step 2：獲取網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)值。

Step 3：計(jì)算每個可接入網(wǎng)絡(luò)的代價值。代價函數(shù)以網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗和收費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為函數(shù)因子，其表達(dá)式如下：

其中，fn表示第n個網(wǎng)絡(luò)的代價值，Bn，Pn，Cn分別為第n個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)。Wb，Wp，Wc分別為網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的權(quán)值，權(quán)值之和等于1。

Step 4：比較不同可接入網(wǎng)絡(luò)的代價值。假設(shè)當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)分別為B1，P1，C1。某一個新的可接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)分別為B2，P2，C2。根據(jù)式子（1）可推出：

由式子（4）得：若f1-f2大于0，則新的可接入網(wǎng)絡(luò)的QoS高于當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)；若f1-f2等于0，則兩種網(wǎng)絡(luò)有同樣的QoS；f1-f2小于0，則當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)的QoS高于新的可接入網(wǎng)絡(luò)。

Step 5：計(jì)算穩(wěn)定周期，啟動計(jì)時器。若發(fā)現(xiàn)有新的可接入網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)代價值小于當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)代價值，則計(jì)算穩(wěn)定周期，同時啟動計(jì)時器，開始從0計(jì)時。

二、傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制的分析

傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制（TCFVHS）綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對可接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評估與選擇，克服了標(biāo)準(zhǔn)移動IP代理搜索機(jī)制的缺陷，增強(qiáng)移動節(jié)點(diǎn)對切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)選擇的準(zhǔn)確性，從而減少不必要的切換。

然而，傳統(tǒng)基于代價函數(shù)的垂直切換機(jī)制也存在一些不足。代價函數(shù)方程式的設(shè)計(jì)對切換決策影響很大，設(shè)計(jì)合適與否直接影響移動節(jié)點(diǎn)對切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的有效選擇?，F(xiàn)有的代價函數(shù)通過對網(wǎng)絡(luò)帶寬、能量消耗及收費(fèi)等網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和，來選擇切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，但其沒有考慮移動節(jié)點(diǎn)當(dāng)前通信應(yīng)用程序的實(shí)際QoS要求。

同時，權(quán)值往往由移動用戶根據(jù)自己喜好、經(jīng)驗(yàn)隨意設(shè)定，主觀性比較強(qiáng)。在復(fù)雜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這不能客觀反映可接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)條件及移動用戶的真正需求。而且，代價函數(shù)還需要結(jié)合穩(wěn)定周期或駐留計(jì)時器才能真正發(fā)揮切換決策的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]毛旭，陳前斌，唐倫.異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)垂直切換技術(shù)[J].通信技術(shù)，2007（06）.

[2]李明，楊雷，吳燕玲，劉慧杰.異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中垂直切換研究[J].通信技術(shù)，2008（04）.