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IP化基站无线Mesh组网构架
2008年4月25日 09:54    通信世界网    评论()    
作 者:田辉 陶小峰

    根据移动终端的移动和负载情况,基站簇的大小及簇头可以动态改变。当移动终端进行跨簇切换时,相关基站簇的簇头进行交互和控制;而簇内的切换则由簇内各基站通过信令交互完成切换控制;并且当本小区的基站损坏时,无线路由器可以将原来流向该基站的业务中继传输到其他基站,保证通信系统的有效性和抗毁性。

    总之,基站自组织技术不仅能够实现“网内协同”高速协作传输的能力,而且也能够体现出“网间协同”的思想。同一簇内的基站可以通过簇首与簇内的其他基站通信,也可以根据业务量直接通过网关接入IP核心网;不同子网系统的基站簇头之间可以根据用户的业务需求和传输模式进行信息交互和资源调配,支持异构和多模传输,适应未来移动通信系统的泛在化趋势。

    3.2联合无线资源调度

    在IP化基站的结构下,新的扁平化的组网方式使得原有的集中式的面向传统蜂窝网络的资源调度机制变得无能为力,这就使得解决适应于具有扁平性、自组织特性、动态变化网络的资源管理与调度技术变得非常迫切。

    首先要解决联合无线资源调度与基站自组织之间的协作机制和信令流程,使无线网络资源能够达到自主优化管理。传统的集中式资源调度能够对所管辖范围内的无线资源进行统一的管理,较容易达到全局资源最优使用和最大化系统容量的目标,但是其缺乏灵活性;分布式资源调度策略具有很高的灵活性,可以根据网络的实际部署情况,扩展分布式管理节点,但是由于其不具备集中管理实体,所以不能对所管理的实体进行统一调整,并针对某些目标进行统一计算,从而较难获得系统全局最优方案。在IP化基站结构下,无线资源调度需要考虑基站间自组织策略,通过具体的基站自组织部署场景,采用分布式与集中式相结合的资源调度理论与机制,来满足自组织和他组织组网方式的不同要求。其次,需要具体的面向多目标优化的联合无线资源调度策略。在设计联合无限资源调度策略时,需要考虑如何提高无线频谱利用率,防止网络拥塞和减小信令负荷等多方面因素,从而实现无线资源的优化使用和达到系统容量最大化的目标。

    3.3路由技术

    由于基站是通过无线相连接的,所以基站作为无线路由器时同样存在路由问题,并且由于网络规模的扩大,基站间的路由管理、路由配置会更加复杂,建立路由的开销也会相应增加。虽然Mesh构架中的基站位置是固定的,相应的路由选择也近似固定,但是无线环境、负载的变化,同样会导致重选最佳路由的处理开销。

    虽然有多种无线Mesh网络的路由协议,如单一判据路由协议、多信道路由协议、多径路由协议、分级路由协议、跨层路由协议、QoS路由、基于地理位置信息的路由等。但这些路由方案对于IP化的基站是否合适,存在什么问题,如何设计专门应用于IP化基站无线Mesh组网的路由协议,是需要考虑和研究的。

    3.4安全技术

    多跳网络不可避免的问题就是安全问题,并且全网的配置、监控、计费等管理也会进一步复杂化。众所周知,无线通信很容易受到被动攻击(如窃听),以及主动攻击(如信息篡改、拒绝服务攻击)。虽然蜂窝通信系统具有严密的鉴权、认证、接入机制,但网络由集中变为分布式后,安全隐患将被进一步放大。在哪些网络实体上实施安全管理,如何实现网络监控和入侵检测,如何避免路由器中的信息被修改,如何保证空中接口的安全,如何保证授权的安全、保证身份验证、信息加密、数据完整性校验和数字签名等都是IP化基站Mesh组网所面临的安全挑战。

    3.5网络管理

    下一代无线移动网络将是各种无线技术的融合,各类网络的规模、复杂性和异构性比以往大大增加,所以在IP化基站Mesh组网的构架中,网络的复杂性是不可避免的。并且由于无线环境的复杂性,对网络的管理提出了更高的要求和挑战。由于各类网络的融合,原有的集中式的面向单一制式、结构相对稳定的网络管理机制将显现出严重的弊端,其相应的分立的网络管理方法已不能符合发展的需要。因此需要探讨新的、有效的综合网络管理体系以实现网络管理的智能性、可扩展性、灵活性和健壮性,实现端到端的网络管理和QoS管理。

    4  结束语

    WMN作为一种融合了无线局域网和Ad Hoc网络优势的新型无线宽带接入网络,成为宽带无线接入的一种有效手段,可以灵活地应用于多种无线环境。因其组网的快速灵活性、节点的分布性等优点,可以以少量的基础设施,构建覆盖范围广的高速无线网络,并且具有成本低,升级方便等特点。如何在下一代移动通信网络中发挥这种构架的性能优势和潜力,是需要深入研究和探讨的。

    5  参考文献

    [1]GANUS,RAJU L, ANEPU B, et al. Architecture and prototyping of an 802.11-based self-organization hierarchical Ad-Hoc wireless network(SOHAN) [C]// Proceedings of 15th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications: Vol 2, Sep 5-8, 2004, Barcelona,Spain. Piscataway , NJ,USA:IEEE,2004:880-884.

    [2]方旭明,等.下一代无线因特网技术:无线Mesh网络 [M]. 北京:人民邮电出版社,2006.

    [3]IEEEP802.11TGs [EB/OL]. http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Re ports/tgs_ update.htm.

    [4]IEEE802.16'sRelay Task Group [EB/OL]. http://wirelessman.org/re lay/index.html.

    [5]AKYILDIZIF, WANG Xudong, WANG Weilin. Wireless Mesh networks: a survey [J]. Computer Networks,2005,47(4):445-487.

    [6]北电网络.无线网状网(WirelessMesh Network)——全新的广域宽带无线接入解决方案[C]//2005年中国无线技术大会, 11月1-3日, 2005, 北京.

    [7]3GPPTR25.813 v7.1.0. Evolved UTRA (E-UTRA) and evolved UTRAN (E-UTRAN): radio interface protocol aspects [S]. 2006.

    [8]3GPPTR25.912 V0.1.2. Feasibility study for evolved UTRA and UTRAN [S].2006.

    [9]张帆.一种集成AdHoc与蜂窝的4G新型网格(IACG) [J]. 无线通信技术,2005,14(1):9-12.

    [10]ZIMMERMANNK,EGGERT L, BRUNNER M. Self-management of wireless base stations [C]//Proceedings of The Ninth IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management (IM’05) and Challenges in Mobile Computing (MICMC’05), May 15-19,2005, Nice, France.

[1]  [2]  [3]  [4]  编 辑:张翀
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