传统基于代价函数的垂直切换机制

刘冰 刘晗

【摘要】 针对传统基于代价函数的垂直切换机制的不足，文章研究了一种新的基于代价函数的垂直切换算法，该算法采用面向当前应用程序的代价函数对可接入网络进行评估与选择，并结合稳定周期，移动节点的移动速度和所处位置自动调整切换执行时间，使移动节点能够自适应的进行切换。

【关键词】 代价函数 垂直切换 异构网络

基于代价函数的垂直切换机制综合运用网络带宽、收费及能量消耗等网络参数对可接入网络进行评估与选择，克服了标准移动IP代理搜索机制的缺陷，增强移动节点对切换目标网络选择的准确性，从而减少不必要的切换。另外，切换机制通过对不同网络参数设置不同的权值，克服了快速垂直切换和平滑垂直切换机制仅仅依靠链路层信息作切换决策的缺陷，能满足移动用户的特殊性需求，极大地提高了系统的切换性能。

一、传统基于代价函数的垂直切换机制的操作过程

传统基于代价函数的垂直切换机制的具体操作步骤如下：

Step 1：设置网络参数的权值。移动用户通过切换系统的图形用户接口（GUI）设置每个网络参数的权值，权值之和等于1。GUI是移动节点的切换主程序提供给移动用户设置网络参数权值的人机交互窗口。如图1所示。

Step 2：获取网络带宽、能量消耗及收费等网络参数值。

Step 3：计算每个可接入网络的代价值。代价函数以网络带宽、能量消耗和收费等网络参数为函数因子，其表达式如下：

其中，fn表示第n个网络的代价值，Bn，Pn，Cn分别为第n个网络的网络带宽、能量消耗及收费。Wb，Wp，Wc分别为网络带宽、能量消耗及收费等网络参数的权值，权值之和等于1。

Step 4：比较不同可接入网络的代价值。假设当前接入网络的网络带宽、能量消耗及收费分别为B1，P1，C1。某一个新的可接入网络的网络带宽、能量消耗及收费分别为B2，P2，C2。根据式子（1）可推出：

由式子（4）得：若f1-f2大于0，则新的可接入网络的QoS高于当前接入网络；若f1-f2等于0，则两种网络有同样的QoS；f1-f2小于0，则当前接入网络的QoS高于新的可接入网络。

Step 5：计算稳定周期，启动计时器。若发现有新的可接入网络的函数代价值小于当前接入网络的函数代价值，则计算稳定周期，同时启动计时器，开始从0计时。

二、传统基于代价函数的垂直切换机制的分析

传统基于代价函数的垂直切换机制（TCFVHS）综合运用网络带宽、能量消耗及收费等网络参数对可接入网络进行评估与选择，克服了标准移动IP代理搜索机制的缺陷，增强移动节点对切换目标网络选择的准确性，从而减少不必要的切换。

然而，传统基于代价函数的垂直切换机制也存在一些不足。代价函数方程式的设计对切换决策影响很大，设计合适与否直接影响移动节点对切换目标网络的有效选择。现有的代价函数通过对网络带宽、能量消耗及收费等网络参数进行加权求和，来选择切换目标网络，但其没有考虑移动节点当前通信应用程序的实际QoS要求。

同时，权值往往由移动用户根据自己喜好、经验随意设定，主观性比较强。在复杂的异构网络环境下，这不能客观反映可接入网络的网络条件及移动用户的真正需求。而且，代价函数还需要结合稳定周期或驻留计时器才能真正发挥切换决策的作用。

参 考 文 献

[1]毛旭，陈前斌，唐伦.异构网络垂直切换技术[J].通信技术，2007（06）.

[2]李明，杨雷，吴燕玲，刘慧杰.异构网络中垂直切换研究[J].通信技术，2008（04）.