無線多連接你了解嗎？它是一種基于無線通信技術(shù)和維護(hù)鏈路的技術(shù)。能改善無線網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，提高通信質(zhì)量。那么，本文將詳細(xì)介紹此技術(shù)，從四個角度分析講述，希望對大家能有所幫助。

1、概述

隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，目前多種無線通信系統(tǒng)和技術(shù)體制并存。第二代移動通信系統(tǒng)GSM/GPRS，即將部署應(yīng)用的第三代移動通信系統(tǒng)TD-SCDMA/WCDMA，本地?zé)o線接入系統(tǒng)，無線局域網(wǎng)等。對于移動通信運營商，同時擁有多個無線通信系統(tǒng)和相應(yīng)的無線通信頻段是很普遍的現(xiàn)象。

在面向IMT-Advanced系統(tǒng)提交新一代移動通信網(wǎng)絡(luò)的需求和技術(shù)方案時，除了怎樣采用新的無線傳輸技術(shù)來進(jìn)一步提高無線通信系統(tǒng)的頻譜效率外，怎樣更好的利用現(xiàn)有的無線頻率資源并實現(xiàn)各種無線系統(tǒng)充分合理的利用也是需要認(rèn)真考慮的問題。

無線多連接就是在這樣的背景下產(chǎn)生的新概念。概括的說，就是指無線通信設(shè)備可以同時維護(hù)多個無線鏈路。采用無線多連接可以改善系統(tǒng)的性能，通過多個無線鏈路之間的聯(lián)合無線資源管理，可以實現(xiàn)不同接入系統(tǒng)間的負(fù)荷分擔(dān)，從而從整體上提高無線頻率的利用率，提高業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)速率，改善用戶的體驗，并且在下一代網(wǎng)絡(luò)中更好的支持“always on”功能。此外，無線多連接還可以提高移動通信系統(tǒng)的切換性能，降低切換時延，提高系統(tǒng)的可靠性。

在本文中，將重點闡述無線多連接的概念和基本含義，并對無線多連接的實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行分析，對所需的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行探討。

2、無線多連接概念解析與實現(xiàn)技術(shù)

無線多連接，是無線通信設(shè)備具備發(fā)起和維護(hù)多個無線連接的能力。有如下四種無線多連接模式，這一部分將詳細(xì)介紹四種無線多連接的模式及其實現(xiàn)技術(shù)。

2.1、模式1：相同接入技術(shù)的虛擬多連接

相同接入技術(shù)的虛擬多鏈接是指在一個時刻，只保持一條無線鏈路，在維護(hù)此無線鏈路的同時，進(jìn)行不在相同頻點上的其它相同接入技術(shù)系統(tǒng)的空中接口測量，并完成必要的信令連接準(zhǔn)備。如果當(dāng)前的無線鏈路出現(xiàn)問題或系統(tǒng)的負(fù)荷過高，可以迅速切換到已經(jīng)做好信令準(zhǔn)備的其它無線鏈路上。

這種場景下的多連接是多連接概念中最基本的形式，本質(zhì)上仍是單連接，只是從系統(tǒng)的角度在一段時間內(nèi)可以連接多個的頻段上的相同技術(shù)體制的系統(tǒng)，具備了無線多連接的基本特征。這種模式的多連接的好處是可以改善系統(tǒng)的切換性能，提高系統(tǒng)的可靠性。在當(dāng)前系統(tǒng)負(fù)荷過重或無線鏈路質(zhì)量嚴(yán)重降低的時候，可以迅速切換到已經(jīng)準(zhǔn)備好的第二條無線鏈路上。

一些移動通信系統(tǒng)，如GSM，其實已經(jīng)具備異頻測量的能力，但出于節(jié)約系統(tǒng)開銷和空中接口資源的考慮，往往并沒有預(yù)先建立信令連接。因此在這種場景下，研究的重點是怎樣在系統(tǒng)開銷和切換性能之間取得***平衡點。

2.2、模式2：相同接入技術(shù)異頻多連接

這種多連接方式是指不同頻段上，移動通信設(shè)備可以和兩個相同技術(shù)體制的系統(tǒng)同時保持無線連接。在移動通信設(shè)備中可以采用單獨的MAC功能實體或者多個MAC功能實體來完成同時存在的多個物理層連接。

在這種多連接方式下，需要移動通信終端具備兩套RF接收設(shè)備，可以同時處理不同頻段的物理層連接。也需要相同或者不同的MAC處理實體，尤其是在OFDM系統(tǒng)中，Multi-Band OFDM也是即將引入到IMT-Advanced系統(tǒng)中的一個新的概念和技術(shù)。

這種多連接模式的好處在于可以更自由的使用非連續(xù)的頻譜。IMT-Advanced系統(tǒng)的頻率很可能沒有大塊的成對頻段可用，采用multi-band的方式，可以將不連續(xù)的頻段當(dāng)作物理資源的片段，構(gòu)成一個能力更強(qiáng)的物理層承載。

在這種場景的多連接中，有兩個需要重點研究解決的問題。首先需要解決物理層能夠同時處理兩個頻段上的信號，可以通過射頻或基帶數(shù)字信號的處理方法完成。其次，需要MAC的管理和控制問題。如果把不同頻段的射頻信號只做為物理層承載的一部分，那么只需要一個MAC層及其功能實體就可以處理多個頻段的連接。若把物理層的承載當(dāng)作相互獨立的部分，則處理方式更接近異頻雙接收機(jī)，需要多個MAC功能實體完成。當(dāng)需要多個MAC功能實體來完成無線多連接功能的時候，多個MAC功能實體之間的協(xié)調(diào)和管理就成為最迫切需要解決的問題。

2.3、模式3：不同接入技術(shù)的虛擬多連接

對于不同接入技術(shù)的虛擬多連接，是指移動通信系統(tǒng)在某一個時刻只需要維持一個無線鏈路，但是需要對采用不同接入技術(shù)的其它系統(tǒng)進(jìn)行測量，并在一定條件下，提前建立必要的信令連接。這種無線多連接的方式要求移動通信設(shè)備需要具備多個無線技術(shù)需要的MAC層和對應(yīng)的物理層，只是并不要求不同的物理層同時工作，而是用時分復(fù)用的方式來使用多連接。

事實上，目前的無線通信系統(tǒng)，尤其是同一個標(biāo)準(zhǔn)化組織所制定的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出于后向兼容和網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)的需要，都在系統(tǒng)和協(xié)議設(shè)計中考慮了對現(xiàn)有系統(tǒng)的測量。因此這種多連接場景實質(zhì)上已經(jīng)在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的涉及范圍之內(nèi)。例如，GSM和WCDMA系統(tǒng)以及LTE與WCDMA之間的各種互操作方式，就是典型的在不同接入技術(shù)和接入系統(tǒng)間的虛擬多連接。

但是對于不同國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所制定和維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，往往不會考慮到進(jìn)行異系統(tǒng)測量，更不會做必要的信令準(zhǔn)備。通常只是在核心網(wǎng)層面進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，也就是通常所說的兩個系統(tǒng)是“松耦合”的關(guān)系。因此，這里提出的不同接入技術(shù)的虛擬多鏈接，實質(zhì)上就是要求兩個系統(tǒng)具備“緊耦合”的關(guān)系，需要必要的空口測量，并有信令的配合和準(zhǔn)備。

這種多連接模式的好處在于可以聯(lián)合使用多個無線頻率資源，充分利用不同無線接入系統(tǒng)的能力，可以提高移動通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，通過兩個系統(tǒng)的聯(lián)合資源管理，可以使資源得到更優(yōu)化的利用。同時對于用戶，這種多連接模式可以改善用戶的體驗，使用戶感覺到在不同的環(huán)境中，始終保持***的連接，具備“always on”的支持能力。

在終端設(shè)備中，都需要實現(xiàn)兩個或多個MAC層及物理層，具備雙接收機(jī)的能力。由于射頻部分相互干擾的限制，雙接收機(jī)并不同時工作。在這個多連接場景中，研究的重點是進(jìn)行不同系統(tǒng)間測量和確定信令做好準(zhǔn)備的策略及時機(jī)，提高系統(tǒng)快速切換性能、改善不同無線系統(tǒng)間的負(fù)荷分擔(dān)狀況，同時減少系統(tǒng)的開銷。#p#

2.4、模式4：不同接入技術(shù)間的多連接

這種多連接是無線多連接期望達(dá)到的最終狀態(tài)。在不同的無線接入技術(shù)間，同時維護(hù)多個無線鏈路。配合不同接入系統(tǒng)間的聯(lián)合資源管理，這種多連接場景可以實現(xiàn)不同無線接入系統(tǒng)之間的資源優(yōu)化，使用戶得到***體驗，并實現(xiàn)頻率資源和系統(tǒng)資源的***利用。

事實上，已經(jīng)有不同接入技術(shù)體制間實現(xiàn)多連接的例子。例如一些通信終端具備GSM和Wi-Fi的雙模且可以同時工作的能力。但基本上通過雙接收機(jī)方式實現(xiàn)，而且兩個接收機(jī)之間互不相關(guān)。更接近于將兩個接收機(jī)簡單地集成在一個通信設(shè)備上。

這種多鏈接模式具備前述三種無線多連接的所有好處，所以說是無線多連接技術(shù)期望達(dá)到的最終狀態(tài)。

在這種無線多連接的模式中，重點需要研究解決兩個問題。其一，是多個射頻設(shè)備如何共同在一個通信設(shè)備上正常工作，并且具備可接受的成本和較強(qiáng)的工業(yè)可實現(xiàn)性。其二，是多個無線連接之間怎樣聯(lián)合管理和調(diào)度的問題。

前一個問題主要依賴于RF技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展，是這種無線多連接場景能否實現(xiàn)的基礎(chǔ)。后一個問題則更多的是系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化問題。隨著無線通信的系統(tǒng)和技術(shù)越來越多，無線頻率資源的日益緊張以及日益增長的對無線數(shù)據(jù)通信的需要求，這種無線多連接模式正在具有越來越強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

3、無線多連接與標(biāo)準(zhǔn)化

無線多連接的實現(xiàn)與無線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計有密切的關(guān)系。因此，實現(xiàn)無線多連接除了研究其實現(xiàn)技術(shù)方案，也與國際標(biāo)準(zhǔn)化工作密切相關(guān)。這里將以3GPP中的標(biāo)準(zhǔn)化過程為例，探討不同的無線多連接模式對現(xiàn)有及即將制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所產(chǎn)生的影響。

對于模式1，在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)化中其實已經(jīng)考慮的比較充分了。需要進(jìn)一步研究的是此種模式下切換性能的改善與系統(tǒng)開銷之間的***平衡點，以確定在何種條件下啟動信令的建立過程。此外，還需要考慮若異頻系統(tǒng)屬于不同的無線接入網(wǎng)，需要建立何種機(jī)制來完成必要信息的傳遞工作。

對于模式2，如果簡單的采用雙接收機(jī)實現(xiàn)，則此種模式屬于應(yīng)用問題，與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作本身并不會有特別密切的關(guān)系。但是，若考慮multi-band OFDM，則需要完成技術(shù)的可行性分析，評估單MAC功能實體和多MAC處理方式的優(yōu)劣，通過綜合比較，全面衡量系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜度、設(shè)備實現(xiàn)成本、性能等幾方面因素，將對后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生明顯的影響。值得注意的是，在IEEE802.16m的標(biāo)準(zhǔn)制定中，已經(jīng)考慮了這種頻率使用的方式，并為標(biāo)準(zhǔn)化做了充足的準(zhǔn)備，可以供3GPP參考。

對于模式3，在3GPP自身的標(biāo)準(zhǔn)系列中，已經(jīng)從后向兼容和系統(tǒng)間Interworking的角度做了充分的分析和論證工作。對于3GPP系統(tǒng)與non-3GPP系統(tǒng)之間的關(guān)系，在3GPP前期的研究項目中，已經(jīng)開始分析“緊耦合”和“松耦合”關(guān)系，初步的結(jié)論是采用“松耦合”，即不要求空口進(jìn)行測量，而是通過核心網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)的連接和轉(zhuǎn)發(fā)。然而，在面向IMT-Advanced系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定的時候，仍然有必要重新考慮，是否需要更好的系統(tǒng)間空中接口測量，以支持優(yōu)化的無線頻率利用方式。

對于模式4，首先目前硬件的基礎(chǔ)尚未完全具備。已有一些研究機(jī)構(gòu)和公司在探索模式4的實現(xiàn)，但距離大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用還有比較大的差距。其中，標(biāo)準(zhǔn)化方面需要的準(zhǔn)備和配合也是造成模式4比較難以應(yīng)用的因素之一。可以先開始在3GPP內(nèi)部不同接入系統(tǒng)之間的多連接嘗試，從需求和必要的研發(fā)準(zhǔn)備開始推動，尤其是在一些已經(jīng)有研究基礎(chǔ)和工業(yè)基礎(chǔ)的方向上進(jìn)行，比如3GPP系統(tǒng)之間和3GPP系統(tǒng)與WLAN之間的多模多連接做有益的嘗試。

4、結(jié)論與展望

無線多連接是面向IMT-Advanced系統(tǒng)所提出的一個重要概念。使用無線多連接的最終目標(biāo)是能夠更好的利用寶貴的無線頻率資源，優(yōu)化并聯(lián)合利用無線頻率資源，改善系統(tǒng)的性能，并向用戶提供更好的業(yè)務(wù)使用體驗。本文中提出了這個概念并且分析了無線多連接實現(xiàn)的四種模式。四種模式在現(xiàn)實系統(tǒng)中都能找到對應(yīng)的實例，但本文的分析表明，現(xiàn)實系統(tǒng)中的無線多連接方式距離無線多連接的最終目標(biāo)仍然具有一定的差距，需要在系統(tǒng)設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化方面完成更系統(tǒng)的工作。