论文部分内容阅读
移动通信系统提供了用户随时随地通信的可能，TCP／IP技术使用户能方便的接入世界互联网Internet。二者的不断结合使得全IP无线通信网成为移动通信发展的必然趋势。3GPP(Third Generation Parmership Project)Release 5提出了全IP(All IP)WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess)系统框架，全面采用分组交换，IP成为语音、数据和信令的统一载体。由于全IP WCDMA系统的高数据速率、非连续性分组业务及混合型业务的特点，需要采用优化的无线资源管理技术来为不同业务类型提供各自需求的服务质量QoS(Quality of Service)。
由于在All IP WCDMA系统中采用IPv6技术来提供分组交换业务，本文首先介绍了移动IP的工作原理，以及为使移动IP适用于蜂窝通信环境对移动IP所作的改进。在介绍移动IPv6技术的基础上，根据对移动IPv6中切换和移动性管理问题的研究，分析了基于链路层触发机制的快速切换方法，该方案减少了网络层切换的时延，但需要合理安排代理网关广播路由信息的周期，大的广播周期将导致高丢包率；如果广播过于频繁，由于广播信息单独占用一个数据包，无疑将增加网络负荷。文章通过对网络负荷和数据丢包率的平衡，得到代理网关路由信息的最佳广播时间。对移动IPv6技术在全IPWCDMA系统中的应用有一定指导意义。
根据3GPP Release 5提出的能提供端到端IP分组业务的IMS(IP Multimedia Subsystem)子系统，介绍了IMS的各功能实体。同时阐述了UMTS系统的QoS体系结构及IMS中端到端IP会话过程和QoS机制。为提供端到端IP QoS，在用户端和GGSN(GPRS Gateway Serving Node)中，为适应WCDMA的无线接入规范，必须将应用层QoS参数映射到IP层或PDP(Packet Data Protocol)会话中。
最后在分析常用无线资源管理方案的基础上，提出了基于QoS的分层无线资源管理方案。该方案将IP业务类型根据QoS参数分为实时业务和非实时业务，在P-CSCF(Proxy Call Session Control Function)中加入业务管理模块SMF(Service Management Function)来管理分层中各小区的无线资源。由于SMF知道各小区的负载情况，且采用具有相同覆盖区域的分层蜂窝结构，该方案允许小区的负载门限大大提高，小区内的无线资源甚至可以全部被利用，提高了业务接入成功率并降低了切换阻塞。建立提供端到端IP QoS的UMTS仿真环境，对提出方案进行仿真分析。证明该方案能平衡系统中的无线资源，使其得到优化利用，提高了系统吞吐量和无线资源利用率。同时，在存在多种IP无线接入(如WCDMA、WLAN等)的网络，即Beyond 3G(Third Generation)系统中，该方案能整合各种无线接AN络的无线资源，使用户总是得到最佳的QoS保证，并简化了系统间的无线资源管理问题，有利于向全IP无线通信系统过渡。