異構網路

異構網路(Heterogeneous Network）是一種類型的網路，其是由不同製造商生產的計算機，網路設備和系統組成的，大部分情況下運行在不同的協定上支持不同的功能或套用。

關於異構網路的研究最早追溯到1995的美國加州大學伯克利分校發起的BARWAN（Bay Area Research Wireless Access Network）項目，該項目負責人R.H. Katz在文獻中首次將相互重疊的不同類型網路融合起來以構成異構網路，從而滿足未來終端的業務多樣性需求。為了可以同時接入到多個網路，移動終端應當具備可以接入多個網路的接口，這種移動終端被稱為多模終端。由於多模終端可以接入到多個網路中，因此肯定會涉及到不同網路之間的切換，與同構網路（Homogeneous Wireless Networks）中的水平切換（Horizontal Handoff, HHO）不同，這裡稱不同通信系統之間的切換為垂直切換（Vertical Handoff，VHO）。在此後的十幾年中，異構網路在無線通信領域引起了普遍的關注，也成為下一代無線網路的發展方向。很多組織和研究機構都對異構網路進行了深入廣泛的研究，如3GPP、MIH、ETSI、Lucent實驗室、Ericsson研究所、美國的Georgia理工大學和芬蘭的Oulu大學等。

下一代無線網路將是無線個域網(如Bluetooth)、無線區域網路(如Wi-Fi)、無線城域網(如WiMAX)、公眾移動通信網(如2G、3G)以及Ad Hoc網路等多種接入網共存的異構無線網路。

基本介紹

• 中文名：異構網路
• 外文名：Heterogeneous Wireless Networks
• 簡寫：HWNs

介紹

網際網路可以由多個異構網路互聯組成。用來連線異構網路的設備是路由器。

所謂異構是指兩個或以上的無線通信系統採用了不同的接入技術，或者是採用相同的無線接入技術但屬於不同的無線運營商。利用現有的多種無線通信系統，通過系統間融合的方式，使多系統之間取長補短是滿足未來移動通信業務需求一種有效手段，能夠綜合發揮各自的優勢。由於現有的各種無線接入系統在很多區域內都是重疊覆蓋的，所以可以將這些相互重疊的不同類型的無線接入系統智慧型地結合在一起，利用多模終端智慧型化的接入手段，使多種不同類型的網路共同為用戶提供隨時隨地的無線接入，從而構成了如圖1所示的異構無線網路。

異構網路的背景介紹

發展

圖1.1中給出了移動通信技術的發展過程，可以看出隨著技術的改進，數據傳輸速率有著顯著的提高，為用戶提供大數據量的多媒體通信業務提供了堅實基礎。到目前為止，移動通信系統已經發展到第四代，下面將簡單介紹這四代移動通信的發展歷程。

第一代模擬蜂窩系統（1G）開始於上個世紀80年代被用於大規模民用，主要用於提供模擬語音業務，採用的是模擬語音調製技術和頻分多址技術（Frequency Division Multiple Access，FDMA），數據傳輸速率約為2.4kbps。其中代表性的系統有北美的高級行動電話業務（Advanced Mobile Phone Service，AMPS）、英國的全入網通信系統技術（Total Access Communications System，TACS）和北歐的行動電話（Nordic Mobile Telephone，NMT）等等。由於受到傳輸頻寬的限制，不能進行長途漫遊，僅是一種區域性的移動通信系統。另外第一代的通信系統的缺點還包括制式太多而且互不兼容、容量有限、保密性差和通信質量不高等。因此促使了第二代數字移動通信系統（2G）的發展。

第二代數字移動通信系統完成了從模擬到數字的轉變，從而為用戶提供數字語音業務。第二代移動通信技術可以分成兩種，第一種是基於時分多址接入（Time Division Multiple Access，TDMA）的全球數字移動通信系統（Global System for Mobile，GSM）和基於碼分多址接入（Code Division Multiple Access，CDMA）的IS-95系統（例如CDMA one）。

圖1.1移動通信技術的發展

第三代移動通信系統（3G）是由日益成熟的第二代移動通信系統發展而來，其目的是提供高速數據蜂窩移動通信技術。主要的3G技術標準有四個：歐洲電信標準協會（European Telecommunications Standard Institute，ETSI）提出的WCDMA（Wideband CDMA）、北美提出的從CDMA one演進而來的CDMA2000、具有中國智慧財產權的時分同步的碼分多址技術（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA），和在2007年國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）會議上通過的全球微波互聯接入（Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX）。第三代移動通信的最高數據傳輸速率可以達到2Mbps，因此可以提供相當高速的數據傳輸業務，例如多媒體、視頻和數據等。

長期演進（Long Term Evolution，LTE）項目是3G的演進，採用的主要技術是正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）和MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put），能夠在20MHz的頻寬下提供上行50Mbps和下行100Mbps的峰值速率。LTE又被成為3.9G移動通信技術。LTE-Advanced是LTE的升級版，它被稱為4G的標準，它有兩種制式，一種是TDD，TD-SCDMA可以演化成TDD制式，並且HSPA+（High Speed Packet Access）直接進入LTE，另一種是FDD制式，WCDMA可以演進成FDD制式。

第四代移動通信系統（4G）除了要提供更高的頻寬外，還要保證任何人在任何時間、任何地點以任何方式與任何人進行通信，用戶無需考慮網路傳輸的實現細節。從GSM到第四代，所有的技術不可能一夜間都實現，這些技術將會同時存在為用戶提供服務。為了實現第四代移動通信的目標，就需要將這些不同的無線通信系統融合在一起，形成一個異構無線網路（Heterogeneous Wireless Networks，HWNs）通信系統，從而為用戶提供無縫切換和服務質量（Quality of Service，QoS）保證。因此下一代移動通信網路將是異構網路，異構網路的融合是下一代網路研究的熱點，也是本文研究的主要內容。

寬頻無線接入技術（Broadband Wireless Access，BWA）是繼1990年攜帶型無線電話和2000年Wi-Fi（Wireless Fidelity）出現之後的第三次無線革命，寬頻無線接入技術是在廣域上提供高速無線網際網路接入或者計算機網路接入的技術。寬頻無線接入技術的數據速率大致相當於一些有線網路，如非對稱數字用戶環路（Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL）或者電纜數據機，因此它通常是有線接入網路的重要補充。幾種重要的寬頻無線接入技術包括WLAN（Wireless Local Area Network）、WiMAX技術和WiBro（Wireless Broadband）等。WLAN通過擴頻或者OFDM等技術，來連線兩個或多個終端設備，並通過接入點來連線到寬頻網際網路上，大部分的WLAN技術是基於IEEE802.11標準。WLAN的優勢包括其費用很低和傳輸速度快。由於WLAN工作在非授權頻段，因此WLAN的發射功率很小，它覆蓋範圍也只有百米左右，能提供用戶在小範圍內移動時可以連線到網路上。而WiMAX可以在大範圍內提供高速數據業務，傳輸速率達到30至40兆比特每秒，2011年提高到了1Gbit/s，覆蓋的半徑最大可以達到50km。另外WiMAX可以支持一些低速移動的用戶，而且能夠提供多種多樣的服務，其資費也較WLAN高。由於BWA具有建網快、運營成本低、維護方便等優勢，因此它的發展速度非常迅速，為推動無處不在的網際網路接入和加強公共服務奠定重要的基礎。

異構網路產生的背景

表1.1給出了三種寬頻無線接入技術的主要參數，即WLAN、WiMAX和WiBro；表1.2給出了三種3G技術的主要參數，即UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）、EV-DO（Evolution dataOnly）以及HSDPA（High Speed Dlink Packet Access）。比較這兩張表可以看出BWA與3G技術差別很大，例如BWA支持的數據傳輸速率幾十兆比特每秒，而3G只有幾兆比特每秒；從覆蓋範圍可以看出，3G網路的覆蓋範圍要大於BWA網路；從移動性還可以看出3G網路支持高速移動的用戶。因此可以看出每個網路都有它的優點和缺陷。

表1.1寬頻無線接入技術的主要參數

	WLAN	WiMAX	WiBro
峰值速率	802.11a, g=54 Mbps	DL:70 Mbps	DL:18.4 Mbps
	802.11b=11Mbps	UL:70 Mbps	UL:6.1 Mbps
頻寬	20MHz	5-6GHz	9MHz
多址方式	CSMA/CA	OFDM/OFDMA	OFDMA
雙工方式	TDD	TDD	TDD
移動性	低	低	低
覆蓋區域	小	中等	大
協定標準	IEEE802.11x	802.16	TTA&802.16e
目標市場	家庭/企業	家庭/企業	家庭/企業

表1.2 3G技術的主要參數

	UMTS	EV-DO	HSDPA
峰值速率	DL:2 Mbps	DL:3.1 Mbps	DL:14 Mbps
	UL:2 Mbps	UL:1.2 Mbps	UL:2 Mbps
頻寬	5MHz	1.25GHz	5MHz
多址方式	CDMA	CDMA	CDMA
雙工方式	FDD	FDD	FDD
移動性	高	高	高
覆蓋區域	大	大	大
協定標準	3GPP	3GPP	3GPP
目標市場	公共	公共	公共

下一代無線網路是異構無線網路融合的重要原因是：基於異構網路融合，可以根據用戶的特點（例如車載用戶）、業務特點（例如實時性要求高）和網路的特點，來為用戶選擇合適的網路，提供更好的QoS。一般來說，廣域網覆蓋範圍大，但是數據傳輸速率低，而區域網路正好相反。因此在實際套用中，多模終端可以根據自身的業務特點和移動性，來選擇合適的網路接入。與以往的同構網路不同，在異構網路環境下，用戶可以選擇服務代價小，同時又能滿足自身需求的網路進行接入。這是由於這些異構網路之間具有互補的特點，才使異構網路的融合顯得非常重要。因此一些組織提出了不同的網路融合標準，這些組織有3GPP（The 3rd Generation Partnership Project）、MIH（The IEEE 802.21 Media Independent Handover working group）和ETSI（The European Telecommunications Standards Institute）。

無線資源管理（Radio Resource Management，RRM）是異構網路中的一個重要研究課題，RRM的目標是高效利用受限的無線頻譜、傳輸功率以及無線網路的基礎設施。RRM技術包括呼叫接入控制（Call Admission Control，CAC）、水平或者垂直切換、負載均衡、信道分配和功率控制等。3GPP提出一種協同無線資源管理技術（Common Radio Resource Management，CRRM），它是通過利用CRRM伺服器對不同接入網路信息進行監測，合理的調度異構網路中的無線資源。除了協同無線資源管理算法外，還有聯合無線資源管理算法（Joint Radio Resource Management，JRRM）。這些技術實際上都是為異構網路提供統一的管理平台，以達到合理利用無線資源的目的。

網路選擇算法是無線資源管理中一個研究熱點，網路選擇算法通常可以分為呼叫接入網路選擇算法和垂直網路切換選擇算法。同構網路的接入和切換主要考慮接收信號的強度，而在異構網路中需要考慮不同接入網路之間的差異，因此需要考慮的因素很多，接收信號的強度只是其中的一個影響因素，其他因素如數據傳輸速率、價格、覆蓋範圍、實時性和用戶的移動性等。這些都是從用戶角度考慮的，如果從網路端考慮，就會涉及到提高系統的吞吐量，降低阻塞率以及均衡負載。因此網路選擇對於異構網路的融合起到了至關重要的影響。本文接下來部分將主要討論異構網路系統模型、無線資源管理、網路性能最佳化以及網路選擇算法。

異構網路模型

圖2.1給出了一種異構網路模型。不同類型的網路，通過網關連線到核心網，最後連線到Internet網路上，最終融合成為一個整體。異構網路融合的一個重要問題是這些網路以何種方式來進行互連，為異構無線網路資源提供統一的管理平台。為了說明異構網路的融合結構，這裡給出一種特定的異構網路場景，它是由無線廣域網（Wireless Wide Area Network，WWAN）（例如CDMA2000）和WLAN（例如IEEE802.11）組成的異構網路系統，如圖2.2所示。

圖2.1異構網路的模型

圖2.2異構網路的融合結構

一個CDMA2000網路可以分成無線接入網（Radio Access Network，RAN）和核心網路（Core Network，CN）兩部分。RAN包括一些無線技術實體，如基站控制器（Base Station Controller，BSC）和基站收發設備（Base Transceiver Station，BTS），來負責無線資源的管理。CN通常包括移動交換中心（Mobile Switching Center，MSC）來實現電路交換方式、分組數據服務節點（Packet Data Serving Node，PDSN）來實現包交換方式和網路互動功能（Inter-working Function，IWF）來為包交換和電路交換提供連線。CN負責呼叫管理和建立連線。在WLAN中，移動終端（Mobile Terminals，MTs）和接入點（Access Point，AP）之間進行通信。AP在WLAN中實現物理和數據鏈路層的功能，也充當無線路由器來執行網路層的功能，為WLAN與其他網路提供連線。

在如圖2.2中異構網路的融合結構中，通常有三種類型的融合方案，分別是松耦合結構、緊耦合結構、超緊耦合結構。接下來分別介紹這三種耦合結構。

超緊耦合是通過連線到相同的BSC上與不同的無線接入技術（Radio Access Technology，RAT）進行融合。網路的狀態信息是局部的，不需要通過額外的請求來獲得信息，可以套用在當網路之間是重疊覆蓋的情況下。與其他的耦合方案相比，超緊耦合方案的切換時延很短，因為中間涉及到的網路實體少。但是由於這兩種RAT完全不同，因此實現超緊耦合方式就需要對套用在BSC上的處理過程進行很多修改。

在緊耦合結構中，不同的RATs通過CN進行融合，耦合結點可以是MSC或者PDSN。在圖2.2中，MSC或者PDSN都是負責WWAN和WLAN的連線管理、認證和定價，因此WLAN路由器需要實現相關的WWAN協定。與超緊耦合相比，這個系統僅需要對現有接入網路進行很小的修改，因此它非常容易實現。與超緊耦合相比，在切換過程中，由於涉及到很多網路的實體，因此這種方案的VHO時延增加了。

在松耦合的異構網路中，MSC與WLAN都經過通用接口與公共的Internet進行互動信息，來保持服務的連續性。但是由於每個網路需要執行網路的連線和會話的激活過程，因此這種方案執行切換時會導致時延很大。

對於超緊耦合和緊耦合方式的異構網路融合結構中，網路選擇算法通常可以安排在耦合節點上，即分別是BSC和CN。但是對於松耦合方式，網路選擇算法可以套用在移動終端。

異構網路中無線資源管理技術

傳統意義的無線資源管理包括接入控制、切換、負載均衡、功率控制、信道分配等，而在未來異構網路中，無線資源管理的目標還包括為用戶提供無處不在的服務和進行無縫切換，並提高無線資源的利用率。異構網路中無線資源管理是傳統無線資源管理的一種擴充。

異構網路中無線資源管理的研究引起了廣泛的關注，比較典型的幾個無線資源管理模型包括協同無線資源管理、Multi-access無線資源管理（Multi-access RRM，MRRM）和聯合無線資源管理。下面分別對這三種無線資源管理方法進行具體的介紹。

協同無線資源管理

3GPP在規範中提出了CRRM的概念，通過CRRM對WCDMA、WLAN和GSM/EDGE等多種RAT進行統一的管理。CRRM中兩個主要技術是新發起呼叫的網路選擇和漫遊呼叫垂直切換的網路選擇。在這裡每個RAT需要執行呼叫允許接入控制、調度（Scheduling）、HHO和局部功率控制（Power Control）。CRRM結構框架如圖2.3所示。

圖2.3協同無線資源管理

每個RRM實體負責監測相應RAT的網路參數和狀態信息，並將這些信息周期性傳送到CRRM伺服器，再由CRRM伺服器處理每個網路匯報的數據，並進行分析和處理，最後將決策的結果反饋給每個RRM實體，由這些RRM實體來具體執行對應的決策。

CRRM主要的優點是可以利用負載均衡（Load Balancing，LB）來降低阻塞率和提高無線資源的利用率；根據終端的業務類型為用戶選擇合適的網路，從而來改善網路的QoS管理功能。

Multi-access無線資源管理

Multi-access無線資源管理是基於三個主要的結構功能模組：集中式的MRRM、分散式的MRRM和終端MRRM，如圖2.4所示。

圖2.4 Multi-access無線資源管理

集中式的MRRM一般適用於緊耦合的融合異構網路結構。圖2.5給出了集中式的MRRM架構，所謂集中式指的就是每個RAT都歸一個集中的RRM控制實體來管理，這個集中的控制實體能夠獲得所管理區域內的所有RAT的流量、負荷以及阻塞狀態等，能夠起到對這些網路進行統一的管理。這種結構有一些缺點，例如兩個相鄰的RAT之間會產生邊緣效應，還有不便於擴展，當集中式RRM管理的RATs太多時，難以管理，且效率不是很高。因此出現了分散式的MRRM架構。

圖2.5集中式的MRRM

如圖2.6所示給出了分散式的MRRM架構，分散式的MRRM沒有一個不依賴於某一個特定的MRRM實體，相應的功能分散給地位對等的RRM實體。分散式管理可以將系統的目標分配給每個分散式的RRM實體，由它們分擔管理和計算的功能，這樣可以降低每個節點的計算複雜度。並且系統的可靠性增加了，不會像集中式的MRRM，一旦集中RRM控制實體發生故障，整個系統就發生癱瘓了。這種框架已經在3GPP規範中得到了套用，並套用到了WCDMA和GSM/EDGE構成的異構網路系統。

圖2.6分散式的MRRM

基於終端的MRRM將MRRM功能和決策交由終端負責，但是這種方式還是需要網路端進行協助，例如每個網路實體需要將自身狀態信息提供給每個移動終端，以便進行MRRM決策。

聯合無線資源管理

文獻提出了聯合無線資源管理方案。該方案的核心概念是業務分離和多重連線。JRRM將業務分成基本部分和增強部分，前者由大覆蓋範圍的RAT來傳送，例如UMTS。JRRM的目標是通過利用中心控制器來管理所有子網的容量，為不同RAT之間提供智慧型互聯。JRRM框架與CRRM結構非常類似，但是JRRM並不僅僅局限於UMTS和GSM。此外，JRRM通過一些改變和附加特點彌補了CRRM方案。一種超緊耦合方式允許聯合、管理網路與終端之間的業務流，因此聯合無線資源規劃和允許接入控制需要最最佳化頻譜效率、處理不同的業務類型和QoS約束以及自適應的規劃業務等。特別的是通過多重接入來利用業務分割來獲得最優QoS，多重接入指的是一個終端可以同時接入到多個無線網路，從而可以將業務流分割成多個子業務流，分別通過不同的RAT來異步傳送。

如圖2.7中所示，JRRM結構是基於不同RATs同時覆蓋的假設，每個RAT需要保證用戶流量接口（User Traffic Interface，IU）、監測功能、業務調度（Traffic Schedule，TRSCH）、負荷控制（Load Control，LODCL）、接入允許控制（Session Admission Control，SAC）等功能相互高效工作。業務估計模組（Traffic Estimation module，TREST）通知每個允許接入的會話或呼叫進行接入控制，去更新每個連線的優先權信息和接入允許決策。

圖2.7聯合無線資源管理

網路選擇算法的研究

異構網路中無線資源管理的一個重要研究方向就是網路選擇算法，網路選擇算法的研究很廣泛，這裡給出了幾個典型的無線網路選擇算法的類別。

基於接收信號強度的網路選擇算法

預切換可以有效的減少不必要的切換，並為是否需要執行切換做好準備。通常情況下可以通過當前接收信號強度來預測將來接收信號強度的變化趨勢，來判斷是否需要執行切換。

文獻中利用多項式回歸算法對接收信號的強度進行預測，這種方法的計算複雜度較大。文獻中，利用模糊神經網路來對接收信號強度進行預測，模糊神經網路的算法最大的問題，收斂較慢，而且計算的複雜度高。文獻中，利用的是最小二乘算法（LMS）來預測接收的信號強度，通過疊代的方法，能夠達到快收斂，得到較好的預測。還有在文獻中，直接採用接收信號強度的斜率來預測接收信號強度，用來估計終端在該網路中的生存時間，但是這種方法太簡單，精度不是很高。

基於歷史信息的網路選擇算法

在垂直切換的過程中，對於相同的切換場景，通常會出現現在的已出現過的切換條件，對於其垂直切換的結果，可以套用到當前條件下，這樣可以有效避免的重新執行切換決策所帶來的時延。

文獻[33]中，提出利用用戶連線信息（User Connection Profile，UCP）資料庫用來存儲以前的網路選擇事件。在終端需要執行垂直切換時，首先檢查資料庫中是否存在相同的網路選擇記錄，如果存在可以直接接入最合適的網路。在文獻[34]中，提出了將切換到該網路的持續服務時間和距離該網路的最後一次阻塞時間間隔作為歷史信息記錄下來，根據這些信息，選擇是否有必要進行切換。

基於模糊邏輯和神經網路的網路選擇算法

由於用戶對網路參數的判斷往往是模糊的，而不是確切的概念，所以通常採用模糊邏輯對參數進行定量分析，將其套用到網路選擇中顯得更加合理。模糊系統組成通常有3個部分組成，分別是模糊化、模糊推理和去模糊化。對於去模糊化的方法通常採用中心平均去模糊化，最後得到網路性能的評價值，根據模糊系統所輸出的結果，選擇最適合的網路。

通常情況下，模糊邏輯與神經網路是相互結合起來套用的，通過模糊邏輯系統的推理規則，對神經網路進行訓練，得到訓練好的神經網路。在垂直切換的判決的時候，利用訓練好的神經網路，輸入相應網路的屬性參數，選擇最適合的網路接入。

基於模糊邏輯和神經網路的策略，可以對多種因素(尤其動態因素)進行動態地控制，並做出自適應的決策，可以有效提高網路選擇的合理性，但該策略最大的缺點是，算法的實現較為複雜，在電池容量和處理能力均受限的移動設備上是不合適的。

基於博弈論的網路選擇算法

在異構網路選擇中，博弈論是一個重要的研究方向。在博弈論的模型中，博弈中的參與者在追求自身利益最大化的同時，保證自身付出的代價儘量小。參與者的這兩種策略可以通過效用函式和代價函式來衡量。因此通過最大化效用函式和最小化代價函式，來追求利益的最大化。

文獻[36]中提出一種基於博弈論的定價策略和網路選擇方案，該方案中服務提供商（Service Providers，SPs）為了提高自己的利潤需要面臨競爭，它是通過用戶間的合作或者非合作博弈來獲得，在實際的異構網路場景下，用戶和服務提供商SPs之間可以利用博弈模型來表示。Dusit Niyato在文獻[37]中，通過競價機制來進行異構網路資源的管理，這裡將業務分成兩種類型，一種是基本業務，另一種類似高質量業務，基本業務的價格是固定的，而高質量業務的價格是動態變化的，它是隨著服務提供商的競爭和合作而變化的。因此這裡從合作博弈和非合作博弈兩方面來討論定價機制。Dusit Niyato在文獻[38]中基於進化博弈理論，來解決在頻寬受限情況下，用戶如何在重疊區域進行網路選擇。

基於最佳化理論的網路選擇算法

網路選擇的目標通常是通過合理分配無線資源來最大化系統的吞吐量，或者最小化接入阻塞機率等，這樣就會涉及網路最佳化問題。

網路選擇算法往往是一種多目標決策，用戶希望得到好的服務質量、價格便宜的網路、低的電池功率消耗等。對於多目標決策算法，通常是不可能使得每個目標同時達到最優，通常的有三種做法：其一，把一些目標函式轉化為限制條件，從而減少目標函式數目；其二，將不同的目標函式規範化後，將規範化後的目標函式相加，得到一個目標函式，這樣就可以利用最最佳化的方法，得到最優問題的解；其三，將兩者結合起來使用。例如文獻[39]中，採用的是讓系統的頻寬受限，最大化網路內的所有用戶的手機使用時間，即將部分目標函式轉化為限制條件。文獻[40]中，採用的是讓用戶的使用的費用受限，最大化用戶的利益和最小化用戶的代價，這裡採用的是上面介紹的第三種方法。

基於策略的網路選擇算法

基於策略的網路選擇指的是按照預先規定好的策略進行相應的網路操作。在網路選擇中，通常需要考慮網路負荷、終端的移動性和業務特性等因素。如對於車載用戶通常選擇覆蓋範圍大的無線網路，如WCDMA、WiMAX等；對於實時性要求不高的業務，並且非車載用戶通常選擇WLAN接入。這些均是通過策略來進行網路選擇。

文獻[41, 42]提出了基於業務類型的網路選擇算法，根據用戶的業務類型為用戶選擇合適的網路。文獻[35]提出基於負載均衡的網路選擇算法，用戶選擇接入或切換到最小負載因子的網路。[43]提出了一種考慮用戶移動性和業務類型的網路選擇算法。

基於多屬性決策的網路選擇算法

多屬性判決策略（Multiple Attribute Decision Making，MADM）是目前垂直切換方面研究最多的領域。多屬性判決策略主要分為基於代價函式的方法和其他方法。

基於代價函式的方法

代價函式一般有兩種構造形式，一種是多屬性參數值的線性組合，如（2.1）式所示；另一種是多屬性參數值的權重指數乘積或者是屬性參數值的對數線性組合，如（2.2）式所示。

（2.1）

（2.2）

其中代表規範化的第個網路的第個屬性值，代表第個屬性的權值。對於屬性的規範化，首先對屬性進行分類，分為效益型、成本型等，然後根據不同的類型的，對參數進行歸一化，採用最多的是線性規範化、極差規範化和向量變換法。關於權值的確定可以分為簡單賦權法(Simple Additive Weighting，SAW)、層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）、熵權法、基於方差和均值賦權法。

(1) SAW：用戶根據自己的偏好，確定每個屬性的重要性，通常給出每個參數取值的具體參數值。

(2) AHP：首先分析評價系統中各要素之間關係，建立遞階層次結構；其次對同一層次的各要素之間的重要性進行兩兩比較，構造判斷矩陣；接著由每層判斷矩陣計算相對權重；最後計算系統總目標的合成總權重。

(3) 熵權法：通過求解候選網路中的同一屬性的熵值，熵值的大小表明網路同一屬性的參數值的差異，差別越大，說明該屬性對決策影響越大，相應權值的取值就越大。

(4) 基於方差和均值賦權法：通過求解候選網路中同一屬性參數的均值和方差，結合這兩個參數確定該屬性的重要性程度值，然後再對其進行歸一化，得到每個屬性的參數值。

其他方法

(1) 基於方差和均值賦權法：通過求解候選網路中同一屬性參數的均值和方差，結合這兩個參數確定該屬性的重要性程度值，然後再對其進行歸一化，得到每個屬性的參數值。

(2) 逼近理想解排序法（TOPSIS）:首先對參數進行歸一化，從網路的每組屬性參數值里選擇最好的參數組成最優的一組屬性參數，同樣也可以得到最差的一組屬性參數。將每個網路與這兩組參數比較，距離最優參數組越近，並且與最差組越遠，該網路為最合適的網路。

(3) 灰度關聯分析法（GRA）：首先對參數進行歸一化，再利用GRA方法，求得每個網路的每個屬性的關聯繫數，然後求出每個網路總的關聯繫數。根據每個網路總的關聯繫數，選擇最適合的網路。

(4) 消去和選擇轉換法（ELECTRE）：首先對參數進行歸一化，構造加權的規範化矩陣，確定屬性一致集和不一致集。然後計算一致指數矩陣和劣勢矩陣，最後得到一致指數矩陣和不一致指數矩陣。根據這兩個矩陣，確定網路的優劣關係，選擇最適合的網路。

VIKOR：首先對參數進行歸一化，首先確定最優和最差屬性參數組，然後計算得到每個網路屬性的加權和屬性中最大的參數值，然後利用極差規範化對網路的加權和以及最大屬性值進行歸一化，最後利用歸一化的參數進行加權求和，依據這個值，選擇最合適的網路。