目录

1.算法概述

2.仿真效果预览

3.核心MATLAB预览

4.完整MATLAB程序

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:Nfigure(1);plot(X3g,Y3g,'--rs','LineWidth',2,'MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','r','MarkerSize',10);text(X3g+2,Y3g+2,'3G Device');hold onplot(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 | #%SS     = [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) == 2i%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];elseData = (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
endX0 =[];
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:Ni%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elseflag = 0;%说明没有检测到帧endend%如果检测帧头了，则开始位置信息的计算if i > 1if 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) == 1f2(i) = 0;%3G -> WIFI endif Lwf >= L3g & STATE(i-1) == 2f2(i) = 1;%WIFI -> WIFI end       if Lwf < L3g  & STATE(i-1) == 1f2(i) = 1;%3G -> 3G endif Lwf < L3g  & STATE(i-1) == 2f2(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->WIFIend   %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->WIFIend %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->WIFIend                 %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->3Gend %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->3Gend            %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->3Gend                 %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->3Gend               %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->WIFIend                 %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->WIFIend              %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 > tCheck(i) = mean(f(i-t+1:i)); Check2   = mean(Check(i-t+1:i)); f0(i)    =(sign(Check2-0.3)+1)/2;elseCheck(i) = mean(f(1:i));  Check2   = mean(Check(1:i));f0(i)    =(sign(Check2-0.3)+1)/2;endelse%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;endTtmps(i) = 0.5*max(POWER_3G,POWER_WIFI);if i > tT = mean(Ttmps(i-t+1:i)); elseT = mean(Ttmps(1:i));  endend%统计累积切换次数CUT(i) = count;
end
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4.完整MATLAB程序

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