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WiMAX與TD-SCDMA聯(lián)合組網(wǎng)中切換技術(shù)的研究

作者: 時間:2008-05-22 來源:現(xiàn)代電信科技 收藏

  在物理層上分別有單載波、OFDM、正交頻分多址(OFDMA)三種技術(shù)體制。其中單載波體制使用的是QPSK、160AM、 640AM、2560AM調(diào)制技術(shù)加頻域均衡,后兩種體制都采用了利 于抗衰落、抗多徑、降低實現(xiàn)成本,及提高頻譜效率的OFDM調(diào)制技術(shù)。在MAC層, 采用的是MA方式,可以是D雙工模式或FDD雙工模式。這種多址方式能保證傳輸時延,支持面向連接的業(yè)務(wù),以及為系統(tǒng)提供QoS和差異化服務(wù)、帶寬的動態(tài)分配。通過這種多址方式可以使基站同時接入數(shù)千個遠(yuǎn)端用戶站,既可滿足無連接傳輸?shù)男枨?,如?shù)據(jù)業(yè)務(wù),也可在QoS下進(jìn)行面向連接的傳輸,如需要有QoS保證的視頻和話音(VoIP)業(yè)務(wù)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/82919.htm

  從上述-SCDMA與WiMAX的一些特點(diǎn)可以看出兩者的確具有一些共同的特點(diǎn),如二者在空中接口方面都采用了 OFDM/OFDMA/MIMO等先進(jìn)技術(shù)以追求更高的頻譜效率和更快的數(shù)據(jù)速率,都將業(yè)務(wù)分成了若干類別,提供QoS保證,都制訂了協(xié)議規(guī)范確保支持移動性等。尤其是隨著主體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的確立和VoIP技術(shù)的發(fā)展,特別是由于IMS的提出,TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)邁出了面向全I(xiàn)P核心網(wǎng)的關(guān)鍵一步,因此二者的目標(biāo)更加接近,都指向了有QoS保證的IP核心網(wǎng)和移動寬帶接入網(wǎng)。

  正是由于TD-SCDMA與WiMAX的這些共性特征,使得兩者在技術(shù)上可以達(dá)到很好的融合。而隨著各種無線技術(shù)的迅速發(fā)展,移動辦公的流行和便攜設(shè)備的普及,用戶對綜合化的、隨時隨地、永遠(yuǎn)在線的無線移動服務(wù)的需求將持續(xù)增長。這也為兩種網(wǎng)絡(luò)的融合創(chuàng)造了業(yè)務(wù)需求的前提。

  3、的切換

  如果實現(xiàn)TD-SCDMA與WiMAX的混合組網(wǎng),切換問題則可以說是其最重要的一個技術(shù)問題。在保證一定的掉線率和切換成功率的前提下,用戶如何從一個網(wǎng)絡(luò)平滑地切入另一個網(wǎng)絡(luò)是設(shè)計的關(guān)鍵要素。對于而言,各種網(wǎng)絡(luò)可能架構(gòu)不同,使用不同的技術(shù),因此現(xiàn)在還沒有一套統(tǒng)一的關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)切換的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。不同的異構(gòu)網(wǎng)進(jìn)行混合,需要根據(jù)異構(gòu)網(wǎng)的特征采用不同的切換技術(shù)。在這里筆者對根據(jù)接收信號強(qiáng)度、遲滯電平和信標(biāo)為判斷準(zhǔn)則的切換機(jī)制進(jìn)行了研究。

  由3GPP協(xié)議可知,以接收信號強(qiáng)度(RSS)做切換指標(biāo)時,切換執(zhí)行前后臨界時刻的采樣平均值最為關(guān)鍵。故設(shè)MS經(jīng)過采樣臨界點(diǎn)前最后一次采樣均值為λ1,而切換后第一次采樣均值為λ2,前后2次采樣的差值為Dss,WiMAX和TD-SCDMA的接收信號強(qiáng)度模型分別為:

  

  式中:d和D-d分別為移動臺到WiMAX接入點(diǎn)和TD-SCDMA基站的距離;P0、n、K1和K2為路徑損失參數(shù),F(xiàn)(d)和υ(d)為同陰影衰落有關(guān)的靜態(tài)零均值高斯白噪聲過程且不相關(guān)(方差均為)。

  

  保切換發(fā)生于兩種網(wǎng)絡(luò)的邊界上,因而有效地避免了乒乓效應(yīng)的發(fā)生。其中λ1、λ2要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶嶋H情況,如切入點(diǎn)密度和基站距離來實際確定。

  結(jié)合以上分析,并針對兩種網(wǎng)絡(luò)在信道特性、數(shù)據(jù)速率和業(yè)務(wù)類型上的差異,可以有下列兩種無縫切換控制方案。在高帶寬的WiMAX和低帶寬的TD-SCDMA之間切換時,先設(shè)定用戶已經(jīng)進(jìn)入這兩種網(wǎng)絡(luò)的交叉覆蓋區(qū)域,并開始信號強(qiáng)度的檢測工作。

  3.1 從WiMAX向TD-SCDMA切換

  從WiMAX向TD-SCDMA切換如圖1所示。用戶在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時,在從WiMAX切換到TD-SCDMA之前必須做傳輸數(shù)據(jù)率的調(diào)整。當(dāng)達(dá)到Rw<Rt時就開始執(zhí)行切換的準(zhǔn)備工作,即移動臺向TD-SCDMA要求信標(biāo),協(xié)調(diào)傳輸帶寬,信標(biāo)條件滿足后執(zhí)行切換。而協(xié)調(diào)過程消耗的時延則用來減小切換時的乒乓效應(yīng);如果原網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)率不高于TD-SCDMA的普通業(yè)務(wù),則盡量保持在條件較好的WiMAX網(wǎng)絡(luò)中,直到滿足Rt≥Rw+ hv才切換,由于遲滯電平的作用,同樣可以減少乒乓效應(yīng)。

        

                     圖1 從WiMAX向TD-SCDMA切換

  3.2 從TD-SCDMA向WiMAX切換

  從TD-SCDMA向WiMAX切換如圖2所示。雖然原則上當(dāng)有高帶寬的網(wǎng)絡(luò)可用時盡量向其切換,但從帶寬相對較低的TD-SCDMA向 WiMAX切換時,文章提出的策略并不因新網(wǎng)絡(luò)帶寬高就立即切換過去,而是從保證業(yè)務(wù)的可靠性角度出發(fā)來做判決,考慮當(dāng)前業(yè)務(wù)是否是實時性的。由于異構(gòu)網(wǎng)切換過程中的時延開銷較大,容易帶來實時業(yè)務(wù)中斷。因此,在滿足Rw≥Rt+hv時,就根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)的實時性進(jìn)行判斷,如不是實時業(yè)務(wù),那么TD-SCDMA就立即向WiMAX切換;如是實時業(yè)務(wù),那么向TD-SCDMA要求信標(biāo),并在要求滿足后切換,這樣切換時的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)條件較好,為實時業(yè)務(wù)的順利交接提供了保障,同時避免了乒乓效應(yīng)。

       

                     圖2 從TD-SCDMA向WiMAX切換

  總之,由以上的推導(dǎo)可知,我們得到了遲滯電平值。從TD-SCDMA向WiMAX切換時,在滿足Rw≥Rt+hv時,根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)的實時性來進(jìn)行判斷,如不是實時性業(yè)務(wù),那么TD-SCDMA就立即向W iMAX切換;如是實時業(yè)務(wù),那么向TD-SCDMA要求信標(biāo),在要求滿足后切換;然而從WiMAX切換到TD-SCDMA之前必須做傳輸數(shù)據(jù)率的調(diào)整,因此達(dá)到Rw<Rt時才可以開始執(zhí)行切換的準(zhǔn)備工作(移動臺向TD- SCDMA要求信標(biāo))來協(xié)調(diào)傳輸帶寬,信標(biāo)條件滿足后執(zhí)行切換,如果原網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)率不高于TD-SCDMA的普通業(yè)務(wù),則盡量保持在條件較好的 WiMAX網(wǎng)絡(luò)中,直到滿足Rw≥Rt+hv才切換,這樣均可以減少乒乓效應(yīng)。

  4、結(jié)語

  在現(xiàn)今無線通信領(lǐng)域,很難有哪種技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)能夠一統(tǒng)天下,多種技術(shù)共存是一個不爭的事實,多種技術(shù)融合發(fā)展也是必然的趨勢。

  TD-SCDMA是無線網(wǎng)絡(luò)寬帶化的成果,而WiMAX系統(tǒng)則使寬帶網(wǎng)絡(luò)向無線化邁出了重要一步。目前兩者實現(xiàn)的獨(dú)立組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)出現(xiàn),但由于兩者本身的一些特點(diǎn)使得兩者的結(jié)合也不可避免,這樣有利于兩大系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ),達(dá)成雙贏的局面,所以說,各類通信技術(shù)演進(jìn)發(fā)展,最終將會在未來融合,共同為用戶創(chuàng)造一個美好的信息時代。


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