论文部分内容阅读
近年来,无线局域网(WLAN)以其高数据率的特点,在热点小范围IP网络覆盖中得到广泛应用。并且近两年,异构网络的学术研究与产业运营模式进展也表明,WLAN作为局域热点网络覆盖、与3G/4G广域网蜂窝的融合,在未来无线通信中已成为一种必然。在异构网络互联过程中,LTE-WLAN异构切换机制作为异构网络互联的核心问题之一,必将成为重点研究方向之一。本文拟将在分析LTE协议栈与WLAN协议栈的基础上,对LTE-WLAN异构切换机制展开深入探讨。本文以“IMT-Advanced新型无线资源管理研究及验证”和“IMT-Advanced协作多点传输技术研发”项目为背景,从系统结构、协议层次两个方面对当前的各种异构切换机制进行了分析和研究。通过分析可以发现,在现有3GPP的LTE-WLAN异构切换机制中,LTE-WLAN的移动锚点设定在LTE核心网的分组数据网关(P-GW),在网络层采用了代理移动IP(PMIP)协议或者双堆栈移动IP(DSMIP)协议等移动IP扩展协议来实现异构切换。这些方法不能支持无丢包的平滑切换,存在异构切换过程中用户位置实时管理的难题,并且对终端的信令流程影响较大。针对上诉问题,本文通过对LTE协议栈与WLAN协议栈的深入分析,引入了一种LTE-WLAN异构切换机制。其核心思想是使LTE空中接口协议栈的MAC层以上部分承载在WLAN的无线传输链路上,即将LTE无线链路控制层(RLC)的分组数据单元(PDU)通过WLAN隧道封装和发送。利用该策略,使得WLAN可以很好地支持LTE的用户平面IP分组传输和控制平面RRC信令传输,并且同时支持LTE NAS层的移动性管理功能和会话管理功能,从而将LTE的用户位置实时管理和LTE的内部切换机制引入了WLAN,解决了异构切换中位置管理和数据丢失的问题。该方法的优点在于很好的兼容了LTE标准,对切换相关信令流程的影响最小。本文详细的分析了引入的LTE-WLAN异构切换机制,包括切换流程、无损转发方式、切换时的业务QoS保障,以及用户位置实时管理方式。最后本文利用OPNET进行了仿真评估,验证了该LTE-WLAN异构切换机制具有可行性,在用户平面的切换时延符合LTE标准性能要求,并能有效地改善用户的业务QoS。