LTE-WLAN异构系统互联切换协议研究

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:缩略语表

声明

1 绪 论

2 相关背景介绍

3 3GPP LTE-WLAN 异构切换机制分析

4 LTE-WLAN 网关协议栈设计

5 总结与展望

致 谢

参考文献