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下一代异构无线网络切换技术

下一代异构无线网络切换技术

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作者: 马彬著 , 吴利平著 , 谢显中著

出版社: 科学出版社

出版时间: 2017-11

版次: 31

ISBN: 9787030551252

定价: 79.00

装帧: 平装

开本: 16开

页数: 228页

字数: 270千字

正文语种: 简体中文

分类: 计算机与互联网

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　　《下一代异构无线网络切换技术》系统介绍作者近年来在异构无线网络垂直切换技术和认知无线电网络频谱切换技术领域的新理论研究成果，集中体现了该领域近期新的研究进展与研究动态。具体内容包括下一代异构无线网络研究现状和发展趋势；异构无线网络中，分别基于效用函数、决策树、马尔可夫过程、云模型、模糊逻辑、层次分析法、双向匹配模型、多目标优化等技术的垂直切换算法或方案；认知无线电网络中，基于排队论的频谱切换方案及优目标信道选择算法等。目录
前言
第1章绪论 1
1.1 下一代无线网络发展及问题 1
1.1.1 下一代无线网络的概念 1
1.1.2 下一代无线网络中的切换问题 2
1.2 异构无线网络的垂直切换技术 4
1.2.1 垂直切换的概念 4
1.2.2 垂直切换的过程及特点 5
1.2.3 垂直切换的判决参数 5
1.2.4 垂直切换判决算法的分类 7
1.3 认知无线电网络中的频谱切换 11
1.3.1 频谱切换的概念 11
1.3.2 频谱切换性能的评价指标 11
1.3.3 频谱切换的分类 12
1.3.4 频谱切换的过程 13
1.3.5 频谱切换过程的抽象方法 14
1.4 当前研究存在的主要问题及分析 14
1.4.1 异构无线网络垂直切换研究存在的问题 14
1.4.2 认知无线电网络频谱切换研究存在的问题 16
1.5 本章小结 17
参考文献 17
第2章基于效用函数的垂直切换方案 19
2.1 引言 19
2.2 垂直切换性能参数的分析 21
2.2.1 影响垂直切换性能的参数 21
2.2.2 垂直切换性能参数的归一化 22
2.3 基于代价函数权值可变的自适应垂直切换算法 23
2.3.1 速度自适应机制 23
2.3.2 权值可变的代价函数垂直切换判决算法 25
2.4 实例及方法分析 27
2.4.1 网络集更新速度的提高率分析 28
2.4.2 切换次数分析 29
2.4.3 网络阻塞率分析 30
2.5 本章小结 30
参考文献 31
第3章基于决策树的垂直切换技术 32
3.1 引言 32
3.2 现有基于决策树的垂直切换及性能分析 33
3.2.1 算法判决过程 34
3.2.2 判决错误概率性能分析 34
3.3 基于决策树的稳健垂直切换方法 37
3.3.1 卡尔曼滤波算法获取更准确的网络属性值 37
3.3.2 设置概率阈值区间增强算法容错、纠错能力 38
3.3.3 切换判决方法 40
3.3.4 基于决策树的稳健垂直切换算法性能分析 40
3.4 实例及方法分析 43
3.4.1 系统模型和仿真参数设置 43
3.4.2 判决精准性分析 44
3.4.3 切换次数和切换失败率分析 47
3.4.4 误码率和吞吐量分析 48
3.4.5 算法时间开销分析 50
3.5 本章小结 53
参考文献 53
第4章基于马尔可夫过程的垂直切换技术 55
4.1 引言 55
4.2 系统模型 56
4.3 预测垂直切换算法 57
4.3.1 马尔可夫过程 58
4.3.2 转移概率 58
4.3.3 模糊逻辑确定属性权重 59
4.3.4 效用函数及垂直切换算法 60
4.4 实例及方法分析 61
4.4.1 参数设置 61
4.4.2 负载率和阻塞率性能分析 61
4.4.3 丢包率和乒乓效应分析 63
4.4.4 垂直切换最佳性能分析 64
4.5 本章小结 65
参考文献 65
第5章基于云模型的垂直切换技术 67
5.1 引言 67
5.2 相关研究 67
5.3 信任度形式化定义及动态更新算法 69
5.3.1 概念的不确定性描述工具——云模型 69
5.3.2 基于云模型的信任度的形式化定义 70
5.3.3 信任度动态更新算法 71
5.4 基于云模型的安全垂直切换算法 72
5.4.1 现有切换算法 72
5.4.2 HWN中考虑信任的安全垂直切换算法 72
5.5 实例与方法分析 74
5.5.1 实验仿真模型及参数 74
5.5.2 所提算法与已有算法的安全接入率性能比较 75
5.5.3 所提算法与已有算法的吞吐率性能比较 77
5.6 本章小结 78
参考文献 78
第6章基于1 型模糊逻辑的垂直切换技术 80
6.1 引言 80
6.2 切换时刻的负载状态预测 81
6.3 1 型模糊推理系统的构建 82
6.3.1 设计1 型隶属度函数 82
6.3.2 建立1 型模糊推理系统 85
6.4 算法实现与流程 85
6.5 实例及方法分析 86
6.5.1 阻塞率和能耗分析 87
6.5.2 吞吐量和平均切换次数分析 89
6.5.3 网络选择结果分析 90
6.6 本章小结 92
参考文献 93
第7章基于2型模糊逻辑的垂直切换技术 94
7.1 引言 94
7.2 基于认知能力的智能MT 设计 95
7.3 判决参数的归一化 96
7.3.1 用相对值归一化接收信号强度和时延 96
7.3.2 用占比值归一化网络宽带和数据速率 96
7.3.3 用参数值直接归一化服务费用和终端能耗 97
7.4 速度自适应策略 97
7.4.1 车载终端径向平均速度的测量 97
7.4.2 自适应候选网络集更新时间 98
7.4.3 速度自适应网络更新 98
7.5 基于区间2型模糊逻辑的切换判决算法 99
7.5.1 基于模糊推理控制系统的切换判决算法 99
7.5.2 2FL-VHO算法实现流程 100
7.6 基于云模型的切换判决算法 101
7.6.1 基于云推理控制系统的切换判决算法 101
7.6.2 CM-VHO算法实现流程 103
7.7 实例及方法分析 104
7.7.1 候选网络集更新频率分析 105
7.7.2 平均吞吐量分析 105
7.7.3 网络阻塞概率分析 106
7.8 本章小结 107
参考文献 107
第8章基于层次分析法的垂直切换技术 109
8.1 引言 109
8.2 切换判决参数的选取 110
8.3 基于AHP 的垂直切换技术 112
8.3.1 参数权重初始化 112
8.3.2 权重的动态调整 115
8.3.3 判断是否触发切换 115
8.4 实例及方法分析 118
8.4.1 阻塞率和吞吐量分析 118
8.4.2 切换次数分析 120
8.4.3 可调切换阈值的影响 120
8.5 本章小结 122
参考文献 122
第9章基于双向匹配模型的垂直切换算法 123
9.1 引言 123
9.2 用户和网络的评估模型 124
9.2.1 系统模型 124
9.2.2 用户侧的评估模型 126
9.2.3 网络侧的评估模型 128
9.3 双向匹配模型的建模和求解 129
9.3.1 双向匹配模型的建模 129
9.3.2 双向匹配模型的求解 131
9.4 实例及方法分析 133
9.4.1 用户侧评估模型的影响分析 133
9.4.2 网络侧评估模型的影响分析 135
9.4.3 系统性能的分析 136
9.4.4 时间复杂度分析 138
9.5 本章小结 138
参考文献 138
第10章基于多目标优化的垂直切换算法 140
10.1 引言 140
10.2 服务满足度模型及系统建模 141
10.2.1 服务满足度模型 142
10.2.2 系统切换模型 142
10.3 获取预期服务满足度的概率 144
10.3.1 EI Farol酒吧问题模型的构建 144
10.3.2 用户获取预期服务满足度的概率 145
10.4 成本感知网络切换方案 147
10.4.1 算法过程 147
10.4.2 时空复杂度评估 149
10.5 实例及方法分析 150
10.5.1 仿真参数设置 151
10.5.2 用户服务满足度与回报率 151
10.5.3 网络负载率 152
10.5.4 网络总吞吐量与用户平均切换阻塞率 153
10.5.5 拥有网络服务的用户比例 155
10.5.6 时间复杂度 155
10.6 本章小结 157
参考文献 157
第11章基于排队论的认知无线电网络频谱切换方案 159
11.1 引言 159
11.2 认知无线电网络频谱切换综述 160
11.2.1 基于概率论的SHO方法 160
11.2.2 基于马尔可夫过程的SHO方法 160
11.2.3 基于排队论的SHO方法 161
11.2.4 基于模糊逻辑的SHO方法 161
11.2.5 基于模糊神经网络的SHO方法 162
11.2.6 各种方法的比较 163
11.3 基于二维坐标系的包调度算法 163
11.3.1 问题描述与建模 163
11.3.2 频谱空洞填充算法 166
11.3.3 包迁移算法 166
11.3.4 基于HF和PM算法的包调度算法 167
11.3.5 包调度算法的计算复杂度分析 168
11.4 基于包调度的主动频谱切换机制 171
11.5 PSHO-HF-PM机制的总传输服务时间性能分析 171
11.5.1 PRP M/G/1队列网络模型 171
11.5.2 PRP M/G/1队列网络模型与SHO过程的关系 172
11.5.3 SU的总传输服务时间性能分析 173
11.6 实例及方法分析 175
11.6.1 传输信道性能 176
11.6.2 随着PU业务量的增加，网络服务质量性能 178
11.6.3 随着SU业务量的增加，网络服务质量性能 179
11.7 本章小结 181
参考文献 181
第12章基于排队论的认知无线电网络非理想检测下的频谱切换算法 183
12.1 引言 183
12.2 具有错误数据重传机制的频谱切换算法 184
12.3 频谱切换算法性能参数定义 186
12.4 SU的扩展数据传输时间 187
12.4.1 传输时延分析 187
12.4.2 扩展数据传输时间分析 191
12.5 实例及方法分析 192
12.5.1 两种频谱检测情况的性能比较 192
12.5.2 主次用户的业务量和漏检概率对SU 性能的影响 193
12.5.3 接收端接收到正确数据的概率比较 197
12.6 本章小结 198
参考文献 198
第13章基于混合频谱切换的优目标信道选择算法 200
13.1 引言 200
13.2 基于混合频谱切换的网络场景和问题假设 201
13.3 基于混合频谱切换的累积时延分析 203
13.3.1 理想检测中的累积时延分析对比 203
13.3.2 非理想检测中的时延分析 206
13.4 优化切换时延的目标信道选择算法 207
13.5 实例及方法分析 209
13.5.1 理想检测下SU的累积切换时延分析 209
13.5.2 PU的到达率对SU累积切换时延的影响 210
13.5.3 虚警和漏检概率对SU累积切换时延的影响 212
13.5.4 信道的阻塞概率分析 213
13.6 本章小结 214
参考文
内容简介:
　　《下一代异构无线网络切换技术》系统介绍作者近年来在异构无线网络垂直切换技术和认知无线电网络频谱切换技术领域的新理论研究成果，集中体现了该领域近期新的研究进展与研究动态。具体内容包括下一代异构无线网络研究现状和发展趋势；异构无线网络中，分别基于效用函数、决策树、马尔可夫过程、云模型、模糊逻辑、层次分析法、双向匹配模型、多目标优化等技术的垂直切换算法或方案；认知无线电网络中，基于排队论的频谱切换方案及优目标信道选择算法等。
目录:
目录
前言
第1章绪论 1
1.1 下一代无线网络发展及问题 1
1.1.1 下一代无线网络的概念 1
1.1.2 下一代无线网络中的切换问题 2
1.2 异构无线网络的垂直切换技术 4
1.2.1 垂直切换的概念 4
1.2.2 垂直切换的过程及特点 5
1.2.3 垂直切换的判决参数 5
1.2.4 垂直切换判决算法的分类 7
1.3 认知无线电网络中的频谱切换 11
1.3.1 频谱切换的概念 11
1.3.2 频谱切换性能的评价指标 11
1.3.3 频谱切换的分类 12
1.3.4 频谱切换的过程 13
1.3.5 频谱切换过程的抽象方法 14
1.4 当前研究存在的主要问题及分析 14
1.4.1 异构无线网络垂直切换研究存在的问题 14
1.4.2 认知无线电网络频谱切换研究存在的问题 16
1.5 本章小结 17
参考文献 17
第2章基于效用函数的垂直切换方案 19
2.1 引言 19
2.2 垂直切换性能参数的分析 21
2.2.1 影响垂直切换性能的参数 21
2.2.2 垂直切换性能参数的归一化 22
2.3 基于代价函数权值可变的自适应垂直切换算法 23
2.3.1 速度自适应机制 23
2.3.2 权值可变的代价函数垂直切换判决算法 25
2.4 实例及方法分析 27
2.4.1 网络集更新速度的提高率分析 28
2.4.2 切换次数分析 29
2.4.3 网络阻塞率分析 30
2.5 本章小结 30
参考文献 31
第3章基于决策树的垂直切换技术 32
3.1 引言 32
3.2 现有基于决策树的垂直切换及性能分析 33
3.2.1 算法判决过程 34
3.2.2 判决错误概率性能分析 34
3.3 基于决策树的稳健垂直切换方法 37
3.3.1 卡尔曼滤波算法获取更准确的网络属性值 37
3.3.2 设置概率阈值区间增强算法容错、纠错能力 38
3.3.3 切换判决方法 40
3.3.4 基于决策树的稳健垂直切换算法性能分析 40
3.4 实例及方法分析 43
3.4.1 系统模型和仿真参数设置 43
3.4.2 判决精准性分析 44
3.4.3 切换次数和切换失败率分析 47
3.4.4 误码率和吞吐量分析 48
3.4.5 算法时间开销分析 50
3.5 本章小结 53
参考文献 53
第4章基于马尔可夫过程的垂直切换技术 55
4.1 引言 55
4.2 系统模型 56
4.3 预测垂直切换算法 57
4.3.1 马尔可夫过程 58
4.3.2 转移概率 58
4.3.3 模糊逻辑确定属性权重 59
4.3.4 效用函数及垂直切换算法 60
4.4 实例及方法分析 61
4.4.1 参数设置 61
4.4.2 负载率和阻塞率性能分析 61
4.4.3 丢包率和乒乓效应分析 63
4.4.4 垂直切换最佳性能分析 64
4.5 本章小结 65
参考文献 65
第5章基于云模型的垂直切换技术 67
5.1 引言 67
5.2 相关研究 67
5.3 信任度形式化定义及动态更新算法 69
5.3.1 概念的不确定性描述工具——云模型 69
5.3.2 基于云模型的信任度的形式化定义 70
5.3.3 信任度动态更新算法 71
5.4 基于云模型的安全垂直切换算法 72
5.4.1 现有切换算法 72
5.4.2 HWN中考虑信任的安全垂直切换算法 72
5.5 实例与方法分析 74
5.5.1 实验仿真模型及参数 74
5.5.2 所提算法与已有算法的安全接入率性能比较 75
5.5.3 所提算法与已有算法的吞吐率性能比较 77
5.6 本章小结 78
参考文献 78
第6章基于1 型模糊逻辑的垂直切换技术 80
6.1 引言 80
6.2 切换时刻的负载状态预测 81
6.3 1 型模糊推理系统的构建 82
6.3.1 设计1 型隶属度函数 82
6.3.2 建立1 型模糊推理系统 85
6.4 算法实现与流程 85
6.5 实例及方法分析 86
6.5.1 阻塞率和能耗分析 87
6.5.2 吞吐量和平均切换次数分析 89
6.5.3 网络选择结果分析 90
6.6 本章小结 92
参考文献 93
第7章基于2型模糊逻辑的垂直切换技术 94
7.1 引言 94
7.2 基于认知能力的智能MT 设计 95
7.3 判决参数的归一化 96
7.3.1 用相对值归一化接收信号强度和时延 96
7.3.2 用占比值归一化网络宽带和数据速率 96
7.3.3 用参数值直接归一化服务费用和终端能耗 97
7.4 速度自适应策略 97
7.4.1 车载终端径向平均速度的测量 97
7.4.2 自适应候选网络集更新时间 98
7.4.3 速度自适应网络更新 98
7.5 基于区间2型模糊逻辑的切换判决算法 99
7.5.1 基于模糊推理控制系统的切换判决算法 99
7.5.2 2FL-VHO算法实现流程 100
7.6 基于云模型的切换判决算法 101
7.6.1 基于云推理控制系统的切换判决算法 101
7.6.2 CM-VHO算法实现流程 103
7.7 实例及方法分析 104
7.7.1 候选网络集更新频率分析 105
7.7.2 平均吞吐量分析 105
7.7.3 网络阻塞概率分析 106
7.8 本章小结 107
参考文献 107
第8章基于层次分析法的垂直切换技术 109
8.1 引言 109
8.2 切换判决参数的选取 110
8.3 基于AHP 的垂直切换技术 112
8.3.1 参数权重初始化 112
8.3.2 权重的动态调整 115
8.3.3 判断是否触发切换 115
8.4 实例及方法分析 118
8.4.1 阻塞率和吞吐量分析 118
8.4.2 切换次数分析 120
8.4.3 可调切换阈值的影响 120
8.5 本章小结 122
参考文献 122
第9章基于双向匹配模型的垂直切换算法 123
9.1 引言 123
9.2 用户和网络的评估模型 124
9.2.1 系统模型 124
9.2.2 用户侧的评估模型 126
9.2.3 网络侧的评估模型 128
9.3 双向匹配模型的建模和求解 129
9.3.1 双向匹配模型的建模 129
9.3.2 双向匹配模型的求解 131
9.4 实例及方法分析 133
9.4.1 用户侧评估模型的影响分析 133
9.4.2 网络侧评估模型的影响分析 135
9.4.3 系统性能的分析 136
9.4.4 时间复杂度分析 138
9.5 本章小结 138
参考文献 138
第10章基于多目标优化的垂直切换算法 140
10.1 引言 140
10.2 服务满足度模型及系统建模 141
10.2.1 服务满足度模型 142
10.2.2 系统切换模型 142
10.3 获取预期服务满足度的概率 144
10.3.1 EI Farol酒吧问题模型的构建 144
10.3.2 用户获取预期服务满足度的概率 145
10.4 成本感知网络切换方案 147
10.4.1 算法过程 147
10.4.2 时空复杂度评估 149
10.5 实例及方法分析 150
10.5.1 仿真参数设置 151
10.5.2 用户服务满足度与回报率 151
10.5.3 网络负载率 152
10.5.4 网络总吞吐量与用户平均切换阻塞率 153
10.5.5 拥有网络服务的用户比例 155
10.5.6 时间复杂度 155
10.6 本章小结 157
参考文献 157
第11章基于排队论的认知无线电网络频谱切换方案 159
11.1 引言 159
11.2 认知无线电网络频谱切换综述 160
11.2.1 基于概率论的SHO方法 160
11.2.2 基于马尔可夫过程的SHO方法 160
11.2.3 基于排队论的SHO方法 161
11.2.4 基于模糊逻辑的SHO方法 161
11.2.5 基于模糊神经网络的SHO方法 162
11.2.6 各种方法的比较 163
11.3 基于二维坐标系的包调度算法 163
11.3.1 问题描述与建模 163
11.3.2 频谱空洞填充算法 166
11.3.3 包迁移算法 166
11.3.4 基于HF和PM算法的包调度算法 167
11.3.5 包调度算法的计算复杂度分析 168
11.4 基于包调度的主动频谱切换机制 171
11.5 PSHO-HF-PM机制的总传输服务时间性能分析 171
11.5.1 PRP M/G/1队列网络模型 171
11.5.2 PRP M/G/1队列网络模型与SHO过程的关系 172
11.5.3 SU的总传输服务时间性能分析 173
11.6 实例及方法分析 175
11.6.1 传输信道性能 176
11.6.2 随着PU业务量的增加，网络服务质量性能 178
11.6.3 随着SU业务量的增加，网络服务质量性能 179
11.7 本章小结 181
参考文献 181
第12章基于排队论的认知无线电网络非理想检测下的频谱切换算法 183
12.1 引言 183
12.2 具有错误数据重传机制的频谱切换算法 184
12.3 频谱切换算法性能参数定义 186
12.4 SU的扩展数据传输时间 187
12.4.1 传输时延分析 187
12.4.2 扩展数据传输时间分析 191
12.5 实例及方法分析 192
12.5.1 两种频谱检测情况的性能比较 192
12.5.2 主次用户的业务量和漏检概率对SU 性能的影响 193
12.5.3 接收端接收到正确数据的概率比较 197
12.6 本章小结 198
参考文献 198
第13章基于混合频谱切换的优目标信道选择算法 200
13.1 引言 200
13.2 基于混合频谱切换的网络场景和问题假设 201
13.3 基于混合频谱切换的累积时延分析 203
13.3.1 理想检测中的累积时延分析对比 203
13.3.2 非理想检测中的时延分析 206
13.4 优化切换时延的目标信道选择算法 207
13.5 实例及方法分析 209
13.5.1 理想检测下SU的累积切换时延分析 209
13.5.2 PU的到达率对SU累积切换时延的影响 210
13.5.3 虚警和漏检概率对SU累积切换时延的影响 212
13.5.4 信道的阻塞概率分析 213
13.6 本章小结 214
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下一代异构无线网络切换技术

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