1.算法概述
这里还是考虑位置信息和强度联合切换判决的方法，如果你的设备没法提供具体的位置信息的话，那么就把位置信息的权值设置为0。强度判决的权值设置为1即可。
需要传输的数据格式如下：
一个字节为8个bit，
因此，一个传输帧，基本格式为：
S | 16bit长度的节点需要 | 8bit长度的数据类型 | 64bit长度的数据内容 | #
其中“S”对应的ASCII码为01010011
“#”对应的ASCII码为0010 0011
这里，我们将数据帧结构的产生做如下的设置，
即每次发送一帧数据，然后每过N帧，发送一帧带有位置信号作为数据的帧数据。
目前的算法流程如下：
第1，预先设置切换处理延迟时间t和能量强度门限值T；
第2，分别对3G网络和WIFI网络的信号能量进行计算；
第3，根据传输得到的数据帧中提取对应的位置信号；
第4，判决：
如果计算能量均小于T，那么不进行切换，保持原来的状态；
如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
如果两个能量值均大于门限值，那么再做如下的判决：
------------------------------------------------------------------------------------------------
如果3G网络的信号强度大于WIFI网络的信号强度，系统首先接入到3G网络，然后在时间t之后，即完成3G的连接之后，断开与WIFI的连接，完成从WIFI到3G网络的切换。
同样道理，如果WIFI网络的信号强度大于3G网络的信号强度，系统首先接入到WIFI网络，然后在时间t之后，即完成WIFI的连接之后，断开与3G的连接，完成从3G到WIFI网络的切换。当3G网络和WIFI信号强度接近的时候，则维持在原先的网络进行数据的传输，并进行切换处理。由于信号能量强度会出现各种变化的情况，比如当3G信号强度突然大于WIFI的信号强度（假设网络的信号强度是不变，而外部的干扰发生突然改变），并持续一段时间，然后此时，设置距离3G网络更近些，因此当出现这种情况的时候，设备不应该发生突然的切换。
根据这个问题，本算法加入了位置信号的判决：
2.仿真效果预览
MATLAB2022A仿真结果：
3.核心MATLAB预览
...................................................
%产生信号
%S | 16bit长度的节点需要 | 8bit长度的数据类型 | 64bit长度的数据内容 | #
%其中“S”对应的ASCII码为: 01010011
%“#”对应的ASCII码为 : 0010 0011
X = 0;
Y = 0;
FRAME = [];
%切换处理延迟时间t
t = 20;
%能量强度门限值T
T = 8;
PER = 10;%每10帧加入I个位置信息
for i = 1:N
figure(1);
plot(X3g,Y3g,'--rs','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','r','MarkerSize',10);
text(X3g+2,Y3g+2,'3G Device');
hold on
plot(Xwf,Ywf,'--rs','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','g','MarkerSize',10);
text(Xwf+2,Ywf+2,'WIFI Device');
%S | 16bit长度的节点需要 | 8bit长度的数据类型 | 64bit长度的数据内容 | #
%S
S = [0,1,0,1,0,0,1,1];
%16bit长度的节点需要
Index = func_dec2bin(i,16);
%8bit长度的数据类型
Type = [0,0,1,1,0,0,1,1];
%字节数
Nums = [0,0,0,0,1,1,1,1];
%64bit长度的数据内容
if mod(i,10) == 2
i
%模拟简单的运动
X = X + (7 + rand(1,1))/10;
Y = Y + (4 + 6*rand(1,1))/10;
Xbin = func_dec2bin(X,32);
Ybin = func_dec2bin(Y,32);
Data = [Xbin,Ybin];
else
Data = (rand(1,64)>=0.5);
end
%#
J = [0,0,1,0,0,0,1,1];
%产生最后发送的帧格式数据
tmps = [S,Index,Type,Nums,Data,J];
FRAME= [FRAME,tmps];
plot(X,Y,'--rs','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','y','MarkerSize',10);
text(X+2,Y+2,'User Device');
axis([0,120,0,120]);
drawnow;
hold off
end
X0 =[];
Y0 =[];
X =[];
Y =[];
%%
%开始切换算法
f1 = zeros(1,N);
f2 = zeros(1,N);
f = zeros(1,N);
f0 = zeros(1,N);
CUT = zeros(1,N);
lemda1 = 0.6;
lemda2 = 1 - lemda1;
%初始状态假设为3G网络
STATE = zeros(1,N);%1：3G；2：WIFI
STATE(1) = 2;
count = 0;
for i = 1:N
i
%模拟环境影响损耗，用随机的方式产生
EnvLoss3g = 15 + randn;
EnvLosswf = 12 + 4*randn;
%将接收到的数据保存到寄存器中
Reg = FRAME(length(tmps)*(i-1)+1:length(tmps)*i);
%检测S，来识别是否是帧的起始位
for j = 1:length(Reg)
if Reg(1) == S(1) && Reg(2) == S(2) && Reg(3) == S(3) && Reg(4) == S(4) &&...
Reg(5) == S(5) && Reg(6) == S(6) && Reg(7) == S(7) && Reg(8) == S(8)
flag = 1;%说明检测到帧了
else
flag = 0;%说明没有检测到帧
end
end
%如果检测帧头了，则开始位置信息的计算
if i > 1
if flag == 1
%获得序列序号
INDEXbin = Reg(9:9+15);
INDEXdec = func_bin2dec2(INDEXbin);
if mod(INDEXdec,10) == 2
%转换为十进制
X0 = Reg(33+8:33+31+8);
Y0 = Reg(65+8:65+31+8);
X = func_bin2dec(X0);
Y = func_bin2dec(Y0);
else
%转换为十进制
X0 = X0;
Y0 = Y0;
X = func_bin2dec(X0);
Y = func_bin2dec(Y0);
end
%*****************************************************************************
%计算3G距离
L3g= sqrt((X - X3g)^2 + (Y - Y3g)^2);
%计算WIFI距离
Lwf= sqrt((X - Xwf)^2 + (Y - Ywf)^2);
%距离切换
if Lwf >= L3g & STATE(i-1) == 1
f2(i) = 0;%3G -> WIFI
end
if Lwf >= L3g & STATE(i-1) == 2
f2(i) = 1;%WIFI -> WIFI
end
if Lwf < L3g & STATE(i-1) == 1
f2(i) = 1;%3G -> 3G
end
if Lwf < L3g & STATE(i-1) == 2
f2(i) = 0;%WIFI -> 3G
end
%计算3G能量
%计算当前位置3G信号能量的衰减，慢衰减
%快衰减,这里暂时不考虑快衰减
Loss3g = func_Power_Attenuation_3G(Fre_wf,Lwf,EnvLoss3g);
%计算信号能量
POWER_3G = Power_3g - Loss3g;
%计算WIFI能量
%计算当前位置WIFI信号能量的衰减，慢衰减
%快衰减,这里暂时不考虑快衰减
Losswf = func_Power_Attenuation_WIFI(Fre_3g,L3g,EnvLosswf);
%计算信号能量
POWER_WIFI = Power_wf - Losswf;
%*****************************************************************************
%切换判决
%如果计算能量均小于T，那么不进行切换，保持原来的状态；
if (POWER_3G < T & POWER_WIFI < T)
f1(i) = 1;%3G->WIFI
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G < T & POWER_WIFI >= T) & STATE(i-1) == 2
f1(i) = 0;%WIFI->WIFI
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G < T & POWER_WIFI >= T) & STATE(i-1) == 1
f1(i) = 1;%3G->WIFI
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G >= T & POWER_WIFI < T) & STATE(i-1) == 2
f1(i) = 1;%WIFI->3G
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G >= T & POWER_WIFI < T) & STATE(i-1) == 1
f1(i) = 0;%3G->3G
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G >= T & POWER_WIFI >= T) & (POWER_3G > POWER_WIFI) & STATE(i-1) == 1
f1(i) = 0;%3G->3G
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G >= T & POWER_WIFI >= T) & (POWER_3G > POWER_WIFI) & STATE(i-1) == 2
f1(i) = 1;%WIFI->3G
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G >= T & POWER_WIFI >= T) & (POWER_3G <= POWER_WIFI) & STATE(i-1) == 1
f1(i) = 1;%3G->WIFI
end
%如果其中一个超过门限值，一个没有超过没限制，那么切换到对应能量大的网络上；
if (POWER_3G >= T & POWER_WIFI >= T) & (POWER_3G <= POWER_WIFI) & STATE(i-1) == 2
f1(i) = 0;%WIFI->WIFI
end
%计算最后的切换值
f(i) = lemda1*f1(i) + lemda2*f2(i);
%引入软切换判决
if i > t
Check(i) = mean(f(i-t+1:i));
Check2 = mean(Check(i-t+1:i));
f0(i) =(sign(Check2-0.3)+1)/2;
else
Check(i) = mean(f(1:i));
Check2 = mean(Check(1:i));
f0(i) =(sign(Check2-0.3)+1)/2;
end
else
%如果没有检测当前的帧头信息，则保持原切换状态
f(i) = f(i-1);
f0(i) = f(i);
end
%计算累计切换次数
if f0(i) ~= f0(i-1)
count = count + 1;
end
Ttmps(i) = 0.5*max(POWER_3G,POWER_WIFI);
if i > t
T = mean(Ttmps(i-t+1:i));
else
T = mean(Ttmps(1:i));
end
end
%统计累积切换次数
CUT(i) = count;
end
01_087_m
