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WiMAX与TD-SCDMA联合组网中切换技术的研究

作者: 时间:2008-05-22 来源:现代电信科技 收藏

在物理层上分别有单载波、OFDM、正交频分多址(OFDMA)三种技术体制。其中单载波体制使用的是QPSK、160AM、 640AM、2560AM调制技术加频域均衡,后两种体制都采用了利 于抗衰落、抗多径、降低实现成本,及提高频谱效率的OFDM调制技术。在MAC层,采用的是MA方式,可以是D双工模式或FDD双工模式。这种多址方式能保证传输时延,支持面向连接的业务,以及为系统提供QoS和差异化服务、带宽的动态分配。通过这种多址方式可以使基站同时接入数千个远端用户站,既可满足无连接传输的需求,如数据业务,也可在QoS下进行面向连接的传输,如需要有QoS保证的视频和话音(VoIP)业务。

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/82919.htm

  从上述-SCDMA与WiMAX的一些特点可以看出两者的确具有一些共同的特点,如二者在空中接口方面都采用了 OFDM/OFDMA/MIMO等先进技术以追求更高的频谱效率和更快的数据速率,都将业务分成了若干类别,提供QoS保证,都制订了协议规范确保支持移动性等。尤其是随着主体数据业务的确立和VoIP技术的发展,特别是由于IMS的提出,TD-SCDMA网络迈出了面向全IP核心网的关键一步,因此二者的目标更加接近,都指向了有QoS保证的IP核心网和移动宽带接入网。

  正是由于TD-SCDMA与WiMAX的这些共性特征,使得两者在技术上可以达到很好的融合。而随着各种无线技术的迅速发展,移动办公的流行和便携设备的普及,用户对综合化的、随时随地、永远在线的无线移动服务的需求将持续增长。这也为两种网络的融合创造了业务需求的前提。

  3、的切换

  如果实现TD-SCDMA与WiMAX的混合组网,切换问题则可以说是其最重要的一个技术问题。在保证一定的掉线率和切换成功率的前提下,用户如何从一个网络平滑地切入另一个网络是设计的关键要素。对于而言,各种网络可能架构不同,使用不同的技术,因此现在还没有一套统一的关于异构网切换的技术标准。不同的异构网进行混合,需要根据异构网的特征采用不同的切换技术。在这里笔者对根据接收信号强度、迟滞电平和信标为判断准则的切换机制进行了研究。

  由3GPP协议可知,以接收信号强度(RSS)做切换指标时,切换执行前后临界时刻的采样平均值最为关键。故设MS经过采样临界点前最后一次采样均值为λ1,而切换后第一次采样均值为λ2,前后2次采样的差值为Dss,WiMAX和TD-SCDMA的接收信号强度模型分别为:

  式中:d和D-d分别为移动台到WiMAX接入点和TD-SCDMA基站的距离;P0、n、K1和K2为路径损失参数,F(d)和υ(d)为同阴影衰落有关的静态零均值高斯白噪声过程且不相关(方差均为)。

  保切换发生于两种网络的边界上,因而有效地避免了乒乓效应的发生。其中λ1、λ2要根据网络拓扑的实际情况,如切入点密度和基站距离来实际确定。

  结合以上分析,并针对两种网络在信道特性、数据速率和业务类型上的差异,可以有下列两种无缝切换控制方案。在高带宽的WiMAX和低带宽的TD-SCDMA之间切换时,先设定用户已经进入这两种网络的交叉覆盖区域,并开始信号强度的检测工作。

  3.1 从WiMAX向TD-SCDMA切换

  从WiMAX向TD-SCDMA切换如图1所示。用户在网络中运行高速数据业务时,在从WiMAX切换到TD-SCDMA之前必须做传输数据率的调整。当达到Rw<Rt时就开始执行切换的准备工作,即移动台向TD-SCDMA要求信标,协调传输带宽,信标条件满足后执行切换。而协调过程消耗的时延则用来减小切换时的乒乓效应;如果原网络运行数据率不高于TD-SCDMA的普通业务,则尽量保持在条件较好的WiMAX网络中,直到满足Rt≥Rw+ hv才切换,由于迟滞电平的作用,同样可以减少乒乓效应。

图1 从WiMAX向TD-SCDMA切换

3.2 从TD-SCDMA向WiMAX切换

  从TD-SCDMA向WiMAX切换如图2所示。虽然原则上当有高带宽的网络可用时尽量向其切换,但从带宽相对较低的TD-SCDMA向 WiMAX切换时,文章提出的策略并不因新网络带宽高就立即切换过去,而是从保证业务的可靠性角度出发来做判决,考虑当前业务是否是实时性的。由于异构网切换过程中的时延开销较大,容易带来实时业务中断。因此,在满足Rw≥Rt+hv时,就根据当前业务的实时性进行判断,如不是实时业务,那么TD-SCDMA就立即向WiMAX切换;如是实时业务,那么向TD-SCDMA要求信标,并在要求满足后切换,这样切换时的TD-SCDMA网络条件较好,为实时业务的顺利交接提供了保障,同时避免了乒乓效应。

图2 从TD-SCDMA向WiMAX切换

  总之,由以上的推导可知,我们得到了迟滞电平值。从TD-SCDMA向WiMAX切换时,在满足Rw≥Rt+hv时,根据当前业务的实时性来进行判断,如不是实时性业务,那么TD-SCDMA就立即向W iMAX切换;如是实时业务,那么向TD-SCDMA要求信标,在要求满足后切换;然而从WiMAX切换到TD-SCDMA之前必须做传输数据率的调整,因此达到Rw<Rt时才可以开始执行切换的准备工作(移动台向TD- SCDMA要求信标)来协调传输带宽,信标条件满足后执行切换,如果原网络运行数据率不高于TD-SCDMA的普通业务,则尽量保持在条件较好的 WiMAX网络中,直到满足Rw≥Rt+hv才切换,这样均可以减少乒乓效应。

4、结语

  在现今无线通信领域,很难有哪种技术或标准能够一统天下,多种技术共存是一个不争的事实,多种技术融合发展也是必然的趋势。

  TD-SCDMA是无线网络宽带化的成果,而WiMAX系统则使宽带网络向无线化迈出了重要一步。目前两者实现的独立组网的网络已经出现,但由于两者本身的一些特点使得两者的结合也不可避免,这样有利于两大系统实现优势互补,达成双赢的局面,所以说,各类通信技术演进发展,最终将会在未来融合,共同为用户创造一个美好的信息时代。


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