1、目录123网络融合技术的发展及关键技术网络融合技术的发展及关键技术多系统共存下的干扰分析及优化多系统共存下的干扰分析及优化异构网络的无线接入技术异构网络的无线接入技术06.1异构网络的无线接入技术异构网络的无线接入技术6.1.1异构网络概述 MacrocellMacrocellPicocellMicrocellX2X2X2X2S1S1S1S1MacrocellMacrocellFemtocellFemtocellX2S1S1S1S1网络部署场景网络部署场景异构 ：多个无线通信系统采用不同的接入技术，或是采相同的无线 接入技术但属于不同的无线运营商。异构网络：由不同制造商生产的计算机,网络设备和
2、系统组成的，运 行在不同的协议上支持不同的功能或应用。1 6.1.1异构网络概述 异构无线网络发展随着无线技术与网络技术的发展以及第三代移动通信网络技术在全球范围内逐步开始商用,未来的无线网络只能是多种技术、多种网络互相融合所形成的具有多种接入方式、提供多种传输速率和多种服务质量要求的多种业务的异构网络的联合体。每种无线接入技术在容量、覆盖、数据速率和移动性支持能力等方面各有长短,未来移动通信系统考虑在多种无线网络间保持通信的连续性，相互补充,形成重叠覆盖的网络。2 6.1.1异构网络概述 异构无线网络特征融合融合性性个人通信、信息系统、广播和娱乐等都依据 用户需求融合在异构无线网络之中。全全
3、IP性性IP 作为统一的网络层协议减融合的工作量；无线通信网络与 Internet 融合需要 IP 化。移动移动性性异构异构性性WiMAX 和 IEEE802.20 标准的提出和推进,以及 B3G 的启动和加速,使得无线通信移动 化发展趋势明显。主要体现在:频谱资源、组网方式、业务需求、移动终端。3 通用链路层技术通用链路层(GLL)：可被看做一个在原有协议层上增加的通信层,用来为不同的无线接入机制提供统一的链路层数据处理。GLLMAC1MAC2PHY1PHY2数据接入技术1接入技术2 为其上的协议层(如网络层)提供统一的接口。对不同接入技术的RLC/MAC功能进行控制以及补充。保持网络协议层
4、的模块化结构。提供对用户数据包在不同网络间调度。给上层提供链路层状态信息。功能：6.1.2异构网络关键技术4 异构发送/接收分集将两个通信实体间的数据包分配在基于不同的无线接入技术的链路上。采用不同的接入技术，在发送端可以选择一个或者多个接入链路进行发送数据；在接收端进行合并获取空间分集及多接入分集增益，提高数据收发的可靠性，同时也提高整个系统的资源利用率。主要模块：接入选择及分组调度器；网络资源及承载状态信息反馈；错误控制级反馈机制 6.1.2异构网络关键技术主要思想：5 异构多跳技术 多跳多跳是指通过合理的配置中继节点，完成不同无线接入技术的转化，使采用与接入点不同无线接入技术的用户能够使
5、用不同网络的服务，这种中继节点也被称为异构中继节点。研究的主要方面研究的主要方面1.不同接入技术间的转化2.异构多跳网络的路由机制 异构多跳技术的主要应用场景 6.1.2异构网络关键技术6 协同无线资源管理协同无线资源管理(Multi-Radio Resource Management，MRRM)作为网络互联及协作关键技术之一，主要完成网络间无线资源的协调管理。扩展容量和业务范围最优化无线资源的利用率和最大化系统容量支持智能的联合会话及接入控制不同无线技术间的切换和同步功能目标 6.1.2异构网络关键技术7 无线网络接入技术WLAN 优优 势势 应应 用用 劣劣 势势n 大容量高带宽；n 技术
6、、设备成本低；n 公共频段，暂时无需付费n 覆盖距离短；n 移动性差；n 不支持语音业务；n 安全性差；n 公共频段干扰多n 无线数据有市场前景；n 与3G结合，作为3G高 速数据业务在室内的 接入手段 6.1.2异构网络关键技术83G 优优 势势 应应 用用 劣劣 势势n 支持高速环境下的移动数据和语音；n 安全性高；n 具有最广泛的运营商和设备商联盟；n 技术、设备成熟n 带宽相对较低，业务发展受限；n 终端技术不成熟、终端种类少；n 建网成本高；升级成本高 无线网络接入技术n 移动通信的市场需求 高；n 与 WLAN 结合，可 提升室内的带宽和业 务种类；n 与 WiMax结合可节省 光
7、纤建设投资，提高 建网速度 6.1.2异构网络关键技术9 无线网络接入技术 优优 势势 应应 用用 劣劣 势势n 覆盖距离远、容量大；n 技术标准统一，设备成本相对低；n 建网速度快速、灵活；n 使用公共频段，暂时无需付费n 技术、设备都不成熟；n 无线环境复杂，远距离传输性能不稳定，无法取代光线城域网 有限接入的技术、市 场成熟；n 公共频段干扰较多n 无线接入市场有前景；n 与WLAN、3G、ADSL等 结合，作为“最后一 公里”的接入手段，发展大容量固定无线 接入和移动无线接入。WiMax 6.1.2异构网络关键技术10 6.1.3异构网络接入认证接入认证 通用的接入认证机制？多种无线网
8、络中安全无缝接入？利用无线传输技术将用户终端接入到业务节点，为用户提供各种业务的通信方式。定义：11安全机制需求统一的接入统一的接入认证机制认证机制唯一身唯一身份份标识标识用户用户的身份标识和地址标识合一用户的身份标识和地址标识功能分离用户表示两种方法 6.1.3异构网络接入认证12接入认证协议申请者与认证者之间：认证信息按IEEE 802.1x或PKM中EAP封装认证者与认证服务器：认证信息采用RADIUS协议 6.1.3异构网络接入认证13 接入认证机制 6.1.3异构网络接入认证标识身份隐替映射机制模型14用户身份标识与地址标识的分离机制，使得在网络节点中不存在用户真实身份标识与地址标识
9、的永久绑定关系,标识的分段定义和替换使用可以防止第三方的恶意攻击。接入认证机制 6.1.3异构网络接入认证无冗余标识机制15 6.1.4异构无线融合网络 WLANBluetooth UMTScdma 2000WiMAX WMAN小范围覆盖高速数据传输大范围覆盖低速数据传输中等覆盖范围异构无线网络的融合已成为B3G/4G发展的必然趋势无线网络现状16网络融合不同网络(如电信网、因特网和有线电视网)通过各种方式进行渗透和整合的一种趋势。定义：数据传输方面不同网络上传输多种数据应用层面各种异构网络上的应用整合统一目的目的：使异构网络对用户来说是透明的,而且融合结构不依赖各种无线接入技术 6.1.4异
10、构无线融合网络17网络融合设计需求 6.1.4异构无线融合网络18体系结构模型归属网络归属网络服务网络服务网络用户设备用户设备 6.1.4异构无线融合网络19融合方案 6.1.4异构无线融合网络移动IP互联原理原理：在现有网络中增加家乡代理(HA)和外地代理(FA)两个功能实体使移动终端能够以一个口地址在不同的无线接入网内获得相同的访问权限并保证在不同的接入网络间切换时会话的连续性。移动IP：使节点可以以一个永久的IP地址连接到任何链路上，并在切换链路时可以保持正常的通信。20融合方案 6.1.4异构无线融合网络移动IP互联家乡代理HA和外地代理FA广播报文移动节点判断链路，外地链路上，则用移
11、动IP处理如下连在外地链路上的移动节点得到转交地址移动节点向家乡代理注册转交地址家乡代理截取数据包，并封装原始数据包传出在转交地址处数据包被解封装然后传给移动节数据包直接选路到目的节点移动IP的实现过程21融合方案 6.1.4异构无线融合网络移动IP互联实现UMTS和WLAN互联在使用移动IP进行互联的情况下UMTS和WLAN被看成是对等网络；在UMTS网络中，终端将使用标准的UMTS和GPRS来处理漫游；而在WLAN中终端将直接只用IP协议；终端从UMTS切换到WLAN时，结束UMTS协议并使用IP栈；终端仍要使用相原IP地址接入，则需引入移动IP技术。22 6.1.5异构网络切换网络切换
12、处于通话状态 移动台的连接控制在小区间转移切换目的 实现蜂窝移动通信系统的无缝覆盖 保证通信的连续性23切换原因及分类 信号的强度或质量下降到由系统规定的一定参数以下 由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用原因 硬切换：在载波频率指配不同的基站覆盖小区之问的信道切换 软切换：在导频信道的载频相同时的小区之间的信道切换分类 6.1.5异构网络切换24切换过程 6.1.5异构网络切换信道质量检测切换条件否激活新的基站开始结束是无线测量阶段网络判决阶段系统执行阶段切换可以分为三个阶段：无线测量：移动台搜索小区信号强度和信噪比，同时基站测量MS的上行链路的信号。网络判决：执行相应的切换算法，将测
13、量结果和预先定义的门限进行比较；系统执行：移动台进入特定的切换状态，开始接收或发送与新基站所对应的信号。25切换性能评估微观方面切换次数失败率乒乓切换链路转移时间换触发 地点宏观方面占用资源总量 6.1.5异构网络切换26异构网络切换技术 6.1.5异构网络切换异构网络支持的数据传输速率不同，移动台应尽可能多利用传输速率大的网络，同时也应注意各网络的负载平衡情况。移动台往往同时处于两个或多个异构网络覆盖之下，利用这点可将切换时延与包丢失率减少到尽量小的限度，最大限度提供较好的服务质量。异构网络间切换时移动台从新原基站接受的导频功率强度不具可比性，对不同的网络应采用不同的信号门限值。移动台在异构网络边界时，同单一网络一样，可能产生乒乓效应。高要求高要求：低时延 低功耗 低带宽考虑问题：考虑问题：27
