专题
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2015/9/10 13:52
Multi-RAT:多制式网络的融合之路
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1 前言

从1G到4G无线通信系统经历了迅猛的发展,现实网络逐步形成了包含多种无线制式(Multi-RAT)、频谱利用和覆盖范围的复杂现状,多种接入技术长期共存成为突出特征。

5G时代,同一运营商所拥有的多张不同制式的网络将长期共存。如何高效的运行和维护多张网络、减少运维成本,是需要解决的重要问题,多网络融合将成为未来无线通信系统的重要发展趋势。在4G网络中,核心网侧已经提供了对多种接入技术的接入适配。但是,在某些异构网络之间,特别是不同标准组织定义的异构网络之间,例如E-UTRAN和WLAN,缺乏接入网侧统一的资源管理和调度转发机制,而且二者之间不能进行有效的信息交互和业务融合,对用户体验和整体的网络性能都有很大影响。

在未来5G网络中,多网络融合技术需要在接入网侧做进一步的优化与增强,并应考虑包括多种接入技术(例如,4G、5G和WLAN)。中国电信技术创新中心在多网络融合领域展开了长期、深入的研究工作,并已在3GPP标准化版本13阶段牵头相关标准研究与定义。

2 多网络融合3GPP标准化

LTE与WLAN融合为例,3GPP在版本12阶段通过了“WLAN/3GPP无线侧互操作”项目,开始尝试研究二者在接入网侧的互操作技术。在版本13研究阶段,为了进一步提升二者在接入网侧的融合性能和融合效率,中国电信技术创新中心联合高通公司和英特尔公司在3GPP牵头开展了“LTE/WLAN无线侧聚合与互操作增强”项目,开始研究LTE与WLAN更为紧耦合的接入网侧互操作。该项目针对LTE与WLAN不同的位置场景提出了新的互操作融合架构。

图1 LTE与WLAN共址融合场景系统架构图

图2 LTE与WLAN非共址融合场景系统架构图

从系统架构层面,LTE/WLAN无线侧聚合类似于LTE双连接的系统架构。在LTE与WLAN共址融合场景下,WLAN AP可以与LTE eNB集成在一起。而在LTE与WLAN非共址融合场景下,WLAN AP可以通过Xw接口与LTE eNB相连接。

LTE eNB在收到核心网传输下来的数据包后,会考虑诸多因素,例如当前LTE eNB的负载情况、相连WLAN AP的负载情况、UE与WLAN AP间的链路状况等,来动态决定某些数据包或某些业务是由LTE网络传输给UE,还是由WLAN网络传输给UE。如果LTE eNB决定将某些数据包由WLAN网络传输给UE,那么这些数据包可以通过PDCP层进行动态分流,并通过新添加的适配层将LTE数据包进行适配和包装后发送给与之相连的WLAN AP,进而由WLAN AP发送给相应的UE,而该UE收到WLAN网络分流的数据包后,会在PDCP侧与经由LTE网络收到的数据包进行合并,然后再传给高层。而且,LTE eNB可以根据实时的网络状况以及用户的业务状况对使用的LTE与WLAN网络资源进行快速、动态的调整,以达到资源利用率的最大化。

3 结束语

考虑到未来5G网络多制式、多接入技术共存的客观事实以及接入网侧多网络融合所具有的动态、高效特性,接入网侧多网络融合技术必将成为提升5G网络性能、提升用户体验的重要技术。中国电信技术创新中心将与业界伙伴一起,合力推进多网络融合的标准化、技术验证与产业进程。

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