在現有蜂窩終端架構中集成WLAN功能完全可行,相關網絡基礎設施以及硬件和軟件構建模塊已可獲得和使用。設計者需要仔細考慮和分析的就是各種使用模式,以了解和管理移交技術和功耗的要求。
多模終端可以實現不同種類的無線接入網絡之間的無縫連接,即蜂窩UMTS/EDGE/GPRS與IEEE 802.11無線局域網(WLAN)的連接。WLAN可在小范圍的家庭和熱點區域提供很高的數據速率,而蜂窩網絡可以提供更高的靈活性和無處不在的覆蓋,但數據速率較低,如果能夠結合兩者的優點,用戶將能從中受益。通過已經部署的基礎設施與移動子系統模塊模壓電感,可以很容易地利用這些優勢。在WLAN接入點的覆蓋范圍內,多模終端利用WLAN進行數據訪問和VoIP應用,同時還能使用重疊于其上的蜂窩網絡,進行語音呼叫或媒體訪問。一旦終端監測到WLAN的存在,或者與WLAN網絡連接,用戶就可以發起WLAN訪問,一體成型電感器或自動分配訪問。先進的會話移動管理技術和免授權移動訪問(UMA)技術的利用,進一步實現了WLAN與UMTS/EDGE/GPRS網絡之間的漫游和數據/語音移交。
圖1:UMTS-EDGE/GPRS-WLAN網絡。 |
集成不同種類的UMTS和WLAN網絡(圖1)是一項非常具有挑戰性的課題:1. UMTS可以支持定義明確的服務級別的QoS的同時,人們還在部署具有語音呼叫優先級,并且支持IEEE 802.11e QoS的WLAN解決方案;2. WLAN滿足LAN級的移動性,然而要支持不同種類網絡之間的移動性,必須符合一些規范,例如UMA或3GPP Release 6 GAN;3.在使用場景和移交實踐中,還需要考慮其它一些問題。我們可以假設一個家庭或熱點場景,運營商根據這些場景來結合使用UMTS,提供高速數據,確定一些基本的用戶方案:a. 使用WLAN和UMTS,分別進行數據和語音0603貼片電感連接,終端能夠同時維護兩種連接;b. 用戶利用WLAN提供的數據服務,同步或在UMTS數據流空閑期間補充UMTS的數據服務;c. 單獨使用UMTS和WLAN,分別提供數據和語音服務,而在存在覆蓋盲區時,可以使用WLAN,作為蜂窩網絡的補充。在每種情況下,根據會話移動管理功能,數據包流被重新定向到適當的網絡。
多模終端軟硬件架構
圖2中的硬件架構包括了L1處理器和雙處理器,前者面向每個MAC接口,后者處理通信和應用程序。L1處理器/DSP子系統,與幀調度器和Viterbi協處理器(EDGE/GPRS/GSM)或Rake接收器(WCDMA)相結合,主要用于物理層控制和DSP功能,例如:采集、跟蹤、RX路徑中的解調/解碼、TX路徑中的格式化/編碼。通信處理器是UMTS-EDGE/GPRS/GSM協議棧的專用處理器,可以處理L2-3協議,執行一些系統控制功能(如電源管理、時鐘和存儲)。應用處理器成為一個獨立的實體,用于支持用戶應用程序,如MMI、多媒體和大容量存儲設備等。
前端包括了射頻子系統以及模擬基帶信號的A/D-D/A信號轉換,集成度主要取決于運營商的要求。舉例來說,如果只支持UMTS壓縮模式,就有可能減少收發器電路的數量。通過WLAN的分組數據轉移可在空閑插槽上進行,也可在GSM TDMA多幀結構的幀上進行,或者每次只使用一個網絡。該架構可通過商用部署終端中的可用模塊加以實現,集成的主要目的是獲得一個成本效率和功率效率都很高的解決方案,并且符合法規和標準。
圖2:多模終端硬件/軟件架構。 |
協議棧的實現(圖2中對照OSI模型進行了描述)可支持WLAN和壓縮的GSM/WCDMA無線接口。IEEE 802.11 L2包含了MAC和802.2 LLC實體,它們與物理層一起構成終端驅動。一直到接入層L1/L2的UMTS和EDGE/GPRS/GSM協議棧實體是獨立的。除PHY/MAC層外,設備驅動的EDGE/GPRS/GSM 部分還包含了IP層以下的協議,例如,L2中的LLC,它提供終端與SGSN之間的連接;L3中的SNDCP(見圖2)將高層次數據協議與LLC連接起來。控制平面包括多個協議,諸如用于無線資源控制的L3 RRC/RR/GRR,用于移動性和會話管理的GMM/SM。數據協議套件還包括用于QoS信令和資源保留的RSVP,以及一個本地WLAN移動性管理協議。
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