随着无线网络应用的日益普及，复杂的语音、数据、视频等多媒体业务的不断涌现，无线网络的用户量急剧增加。由于各类无线网络所能提供的业务类型和传输能力差异极大，如何将类型各异的无线网络融合在一起，以透明的方式提供用户多样化、个性化服务的需求，就成为一个重要的研究课题。同时，如何将有限的无线频谱资源，以智能的方式分配给不同的用户，以满足他们对频谱资源的需求也成为一个必须考虑的问题。然而，接入无线网络的动态不确定性，用户对不同类型业务的不同服务质量（Quality of Service，简称QoS）要求，以及接入网络的安全性，无线频谱资源的稀缺性，都给下一代无线网络的切换带来了挑战。基于不确定性、马尔可夫过程和概率论等工具，本论文主要研究了异构无线网络（Heterogeneous Wireless Network，简称HWN）中的垂直切换(Vertical Handoff,简称VHO)判决和认知无线电网络（Cognitive Radio Network，简称CRN）中的频谱切换（Spectrum Handoff，简称SHO）算法。论文主要从以下几个方面展开了研究:　　①研究了存在安全风险环境中，HWN中考虑安全接入和系统吞吐量性能的VHO判决问题。此时，由于接入网络可能存在伪基站等安全风险，移动终端(MobileTerminal，简称MT)可能会接入到恶意网络中，以致于泄漏MT的隐私信息。为了处理这种情形下的切换问题，本论文作者提出了一个基于信任度的安全垂直切换(Trust based Security Vertical Handoff,简称T-SVHO)算法。在这个算法中，为了确保切换过程的QoS，保障智能MT的安全性，作者采用不确定性工具——云模型，借助HWN中自身历史采样信息，计算接入无线网络的信任度，以此为依据评价HWN可信程度。MT可在可信度高的HWN间建立动态信任关系，动态传递信任信息。为了充分考虑系统的吞吐量性能，同时，实现对接入无线网络的不可信行为的防范，提出的算法是基于接收信号强度(Received signal Strength，简称RSS)的VHO判决算法，算法简单且计算复杂度低。通过与现有基于RSS的算法相比较，实验结果表明MT在HWN间安全接入率和系统吞吐率方面都优于现有算法。　　②对于支持终端QoS的车辆异构网络(Vehicle Heterogeneous Network，简称VHN)，研究了其中的VHO问题。由于车辆终端（Vehicle Terminal，简称VT）的业务具有严格的QoS需求，因此，需要在充分考虑它们服务质量基础上，进行接入网络的切换。首先，由于VT的移动特性，借助速度自适应策略，克服了在网络发现阶段采用测量RSS，这种固定且单一的方式所带来的不及时更新缺陷，提高了候选网络集更新的效率，改进了车载快速用户网络发现的时机。其次，针对切换判决过程的模糊性，提出了一个基于区间2型模糊逻辑的垂直切换算法（Type-2Fuzzy Logic based Vertical Handoff，简称2FL-VHO）。在这个算法中，我们充分考虑了影响VT服务质量的6个重要参数，即RSS、网络带宽、数据速率、时延、服务费用和终端能耗等，分别进行归一化后作为输入，而后用模糊逻辑推理控制器完成优化控制，输出一个最优切换判决值，依据该值选择最佳接入网络。再次，针对切换判决过程的模糊性和随机性，在切换判决阶段使用云模型推理引擎来构建VHO算法，同样综合了候选接入网络和用户的多种属性，选取候选网络接入点切换判决值最大的网络为最佳切换网络。最后，实验结果表明，本文所提的两个智能化VHO判决算法可以有效地提高网络更新速度，提高系统吞吐量，降低网络阻塞率，同时，保证切换的有效性和公平性。　　③在VHN中，对于VT运动带来的切换判决失效的问题，即垂直切换判决时刻之后网络状态的动态变化，研究了其中的VHO问题。在充分考虑VT的动态移动性和服务质量需求的基础上，提出了一种基于马尔可夫过程的预测垂直切换(Markov based Prediction Vertical Handoff，简称M-VHO)算法。该算法考虑了切换判决后网络状态的动态变化对终端QoS的影响。其基本思路是:在需要垂直切换时，利用马尔可夫过程的转移概率预测未来网络状态的变化;其次，采用模糊逻辑方法确定评价属性参数权重;最后，考虑切换判决、切换执行和切换之后三个时刻的总收益，设计一个多评价属性的最佳效用函数，来优化选择最佳切换网络。实验结果证明，该算法在确保较高负载均衡的情况下，可有效降低VT的平均阻塞率及丢包率，降低乒乓效应，确保了VT的QoS。　　④研究了共享频谱资源有限环境中，CRN中带有频谱碎片整理能力的SHO问题。此时，由于共享频谱资源有限，主用户（Primary User，简称PU）享有对授权频谱的绝对优先权，次级用户（Secondary User，简称SU）的通信可能会因此发生频繁中断，以致于大量数据包被丢弃，从而降低了网络的传输性能。为了处理这种情形的频谱切换，本论文作者提出了一个基于包调度算法的主动频谱切换机制。在该机制中，为了保证PU的服务质量，当PU出现在自己的授权频段，此时占用该频段的SU必须进行SHO。同时，为了保证SU的服务质量，提出了一个有效的包调度算法，其集成了两个算法:频谱空洞填充算法和包迁移算法，减少切换时的不可用信道数，进而减少丢包率和频谱带宽碎片。作者进一步考虑了尽量减少切换时延，给出了一个主动频谱切换机制。该机制是一种可以提高网络的带宽利用率，同时降低丢包率的方法。通过理论分析和实验结果验证了该主动频谱切换机制的有效性和性能。