全IP WCDMA網(wǎng)絡中基于QoS的分層無線資源管理機制.pdf

1、移動通信系統(tǒng)提供了用戶隨時隨地通信的可能，TCP／IP技術(shù)使用戶能方便的接入世界互聯(lián)網(wǎng)Internet。二者的不斷結(jié)合使得全IP無線通信網(wǎng)成為移動通信發(fā)展的必然趨勢。3GPP(Third Generation Parmership Project)Release 5提出了全IP(All IP)WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess)系統(tǒng)框架，全面采用分組交換，IP成為語音、數(shù)據(jù)和信令的統(tǒng)一

2、載體。由于全IP WCDMA系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)速率、非連續(xù)性分組業(yè)務及混合型業(yè)務的特點，需要采用優(yōu)化的無線資源管理技術(shù)來為不同業(yè)務類型提供各自需求的服務質(zhì)量QoS(Quality of Service)。 由于在All IP WCDMA系統(tǒng)中采用IPv6技術(shù)來提供分組交換業(yè)務，本文首先介紹了移動IP的工作原理，以及為使移動IP適用于蜂窩通信環(huán)境對移動IP所作的改進。在介紹移動IPv6技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)對移動IPv6中切換和移動性管理

3、問題的研究，分析了基于鏈路層觸發(fā)機制的快速切換方法，該方案減少了網(wǎng)絡層切換的時延，但需要合理安排代理網(wǎng)關(guān)廣播路由信息的周期，大的廣播周期將導致高丟包率；如果廣播過于頻繁，由于廣播信息單獨占用一個數(shù)據(jù)包，無疑將增加網(wǎng)絡負荷。文章通過對網(wǎng)絡負荷和數(shù)據(jù)丟包率的平衡，得到代理網(wǎng)關(guān)路由信息的最佳廣播時間。對移動IPv6技術(shù)在全IPWCDMA系統(tǒng)中的應用有一定指導意義。 根據(jù)3GPP Release 5提出的能提供端到端IP分組業(yè)務的IM

4、S(IP Multimedia Subsystem)子系統(tǒng)，介紹了IMS的各功能實體。同時闡述了UMTS系統(tǒng)的QoS體系結(jié)構(gòu)及IMS中端到端IP會話過程和QoS機制。為提供端到端IP QoS，在用戶端和GGSN(GPRS Gateway Serving Node)中，為適應WCDMA的無線接入規(guī)范，必須將應用層QoS參數(shù)映射到IP層或PDP(Packet Data Protocol)會話中。 最后在分析常用無線資源管理方案的基礎(chǔ)

5、上，提出了基于QoS的分層無線資源管理方案。該方案將IP業(yè)務類型根據(jù)QoS參數(shù)分為實時業(yè)務和非實時業(yè)務，在P-CSCF(Proxy Call Session Control Function)中加入業(yè)務管理模塊SMF(Service Management Function)來管理分層中各小區(qū)的無線資源。由于SMF知道各小區(qū)的負載情況，且采用具有相同覆蓋區(qū)域的分層蜂窩結(jié)構(gòu)，該方案允許小區(qū)的負載門限大大提高，小區(qū)內(nèi)的無線資源甚至可以全部被利

6、用，提高了業(yè)務接入成功率并降低了切換阻塞。建立提供端到端IP QoS的UMTS仿真環(huán)境，對提出方案進行仿真分析。證明該方案能平衡系統(tǒng)中的無線資源，使其得到優(yōu)化利用，提高了系統(tǒng)吞吐量和無線資源利用率。同時，在存在多種IP無線接入(如WCDMA、WLAN等)的網(wǎng)絡，即Beyond 3G(Third Generation)系統(tǒng)中，該方案能整合各種無線接AN絡的無線資源，使用戶總是得到最佳的QoS保證，并簡化了系統(tǒng)間的無線資源管理問題，有利于向