无线移动通信技术的快速发展不断为大众提供丰富多彩的业务和应用，同时迅速增长的用户需求也推动着技术本身的不断进步。随着人类社会逐渐进入移动信息时代，无线移动通信技术领域呈现出多种技术共存，新兴技术不断涌现的局面。未来的网络将不再是仅支持一种接入方式的单一网络，而是采用多种接入技术的全IP异构融合网络。　　 垂直切换是多网融合的基础，是实现异构网络互通、支持不同接入方式无缝衔接的核心技术，目前正在受到业界的普遍关注，并成为学术界研究的热点问题。随着无线移动通信技术向接入多元化、网络一体化和应用综合化的方向发展，蜂窝移动、宽带无线接入和各种固定接入将共同接入基于IP的统一核心网络，通过网络间的垂直切换，支持用户的移动性和移动过程中业务的连续性。现有的垂直切换技术主要是沿用同一网络不同接入点之间的水平切换中的算法和机制，普遍存在切换时延大、切换效率低的问题，不能满足用户在多种不同网络之间快速移动同时保持业务连续性的需求。　　 本论文在全面分析各种无线接入技术各自特点的基础上，对异构无线网络中的垂直切换技术进行了系统研究，取得了以下创新性研究成果：　　 (1)垂直切换算法仿真评价模型。针对异构无线网络的特点，提出了适合异构无线网络环境的垂直切换仿真评价模型。该模型将用户在异构网络间的运动抽象为四种典型场景，可综合分析节点运动模式和运动速度对切换性能的影响，客观评测规律运动和随机运动过程中垂直切换算法的实时性和有效性，为垂直切换算法的研究奠定了基础。在此评价模型中实现了目前常用的垂直切换算法，并进行了性能评测和对比，相关结果与理论分析结论相一致，验证了该模型中节点运动场景的普适性和切换性能评测的有效性。　　 (2)基于运动趋势的自适应垂直切换算法及其性能评价。给出了异构无线网络中切换判决条件的形式化表达，基于该表达对已有的迟滞电平算法和驻留定时器算法的性能进行了定量分析。在此基础上，提出了一种全新的自适应垂直切换算法(SAVA)。该算法综合考虑了节点的长期运动区域和短期运动趋势，能根据节点的运动特征自适应地调整切换触发条件，有效提高垂直切换性能。SAVA算法具有很强的抗噪性，可以区分突发信号衰减和真正由于运动趋势变化而造成的信号改变，在有效避免乒乒效应的前提下提高算法的命中率。仿真结果表明，SAVA算法的综合性能明显优于迟滞电平算法和驻留定时器算法。在中低速运动模式下，该算法的性能优势更为明显。在节点运动速度为5m/s的随机运动场景下，TCP吞吐率比迟滞电平算法高9.0％，比驻留定时器算法高29.8％。　　 (3)基于速度感知的垂直切换算法及其性能评价。从接收信号强度模型出发，针对节点的典型运动特征，提出了一种基于速度感知的垂直切换算法(A-MMRE)。该算法摆脱了传统的速度感知模型中实时测量节点坐标和速度信息的要求，仅根据信号强度的历史信息进行速度感知和切换判决，可自动适应节点的运动速度和运动方向的变化，提高算法判决的准确程度。该算法灵敏度高，特别是在中高速情况下，与现有算法相比其优势更为明显。在节点运动速度为10m/s的随机运动场景下，TCP吞吐率比迟滞电平算法高20.7％，比驻留定时器算法高99.7％。　　 (4)新型的普适切换算法及其性能评价。针对实际环境中，移动节点往往无法预测后继运动轨迹，因而无法判断后继切换是水平切换还是垂直切换的问题，定义了水平切换和垂直切换判决条件的通用形式化表达，使水平切换和垂直切换的统一判决成为可能。在此基础上，提出了一种全新的普适切换算法(GHO)。该算法的切换判决条件中同时引入了位置因子和时间因子两种影响因子，可在异构网络环境中及时准确地选择目标接口和目标网络，自动触发相应的水平切换和垂直切换，从而有效地提高切换命中率和业务吞吐量，并可适用于高速运动环境。　　 (5)面向多连接和业务感知的移动管理系统。提出了一种面向NAT用户的IPv6隧道技术(Silkroad)，使支持IPv6的移动终端通过现有的移动通信网实现IPv6的端到端通信成为可能。将Silkroad技术与移动IPv6相结合，设计和实现了可应用于当前实际的异构无线网络的移动管理系统，为多模终端用户提供完整的移动IPv6服务。系统支持快速有效的水平切换和垂直切换，可有效保证切换过程中业务的连续性和服务质量的一致性。该系统通过了信息产业部电信传输研究所的第三方测试，并已实际应用于中国联通的CNGI试验网络。Silkroad技术已经成为中国通信行业标准，正式颁布实施。