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

1、概述

隨著移動通信技術的發(fā)展，目前多種無線通信系統(tǒng)和技術體制并存。第二代移動通信系統(tǒng)GSM/GPRS，即將部署應用的第三代移動通信系統(tǒng)TD-SCDMA/WCDMA，本地無線接入系統(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)絡的需求和技術方案時，除了怎樣采用新的無線傳輸技術來進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，就是指無線通信設備可以同時維護多個無線鏈路。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)間的負荷分擔，從而從整體上提高無線頻率的利用率，提高業(yè)務的數(shù)據(jù)速率，改善用戶的體驗，并且在下一代網(wǎng)絡中更好的支持“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)技術進行分析，對所需的國際標準化工作進行探討。

2、無線多連接概念解析與實現(xiàn)技術

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

2.1、模式1：相同接入技術的虛擬多連接

相同接入技術的虛擬多鏈接是指在一個時刻，只保持一條無線鏈路，在維護此無線鏈路的同時，進行不在相同頻點上的其它相同接入技術系統(tǒng)的空中接口測量，并完成必要的信令連接準備。如果當前的無線鏈路出現(xiàn)問題或系統(tǒng)的負荷過高，可以迅速切換到已經(jīng)做好信令準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。在當前系統(tǒng)負荷過重或無線鏈路質(zhì)量嚴重降低的時候，可以迅速切換到已經(jīng)準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：相同接入技術異頻多連接

這種多連接方式是指不同頻段上，移動通信設備可以和兩個相同技術體制的系統(tǒng)同時保持無線連接。在移動通信設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。

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)的頻段當作物理資源的片段，構成一個能力更強的物理層承載。

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作相互獨立的部分，則處理方式更接近異頻雙接收機，需要多個MAC功能實體完成。當需要多個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：不同接入技術的虛擬多連接

對于不同接入技術的虛擬多連接，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的其它系統(tǒng)進行測量，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備需要具備多個無線技術需要的MAC層和對應的物理層，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)，尤其是同一個標準化組織所制定的通信技術標準，出于后向兼容和網(wǎng)絡平滑演進的需要，都在系統(tǒng)和協(xié)議設計中考慮了對現(xiàn)有系統(tǒng)的測量。因此這種多連接場景實質(zhì)上已經(jīng)在國際標準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和接入系統(tǒng)間的虛擬多連接。

但是對于不同國際標準化組織所制定和維護的標準，往往不會考慮到進行異系統(tǒng)測量，更不會做必要的信令準備。通常只是在核心網(wǎng)層面進行數(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”的關系。因此，這里提出的不同接入技術的虛擬多鏈接，實質(zhì)上就是要求兩個系統(tǒng)具備“緊耦合”的關系，需要必要的空口測量，并有信令的配合和準備。

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，具備雙接收機的能力。由于射頻部分相互干擾的限制，雙接收機并不同時工作。在這個多連接場景中，研究的重點是進行不同系統(tǒng)間測量和確定信令做好準備的策略及時機，提高系統(tǒng)快速切換性能、改善不同無線系統(tǒng)間的負荷分擔狀況，同時減少系統(tǒng)的開銷。#p#

2.4、模式4：不同接入技術間的多連接

這種多連接是無線多連接期望達到的最終狀態(tài)。在不同的無線接入技術間，同時維護多個無線鏈路。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方式實現(xiàn)，而且兩個接收機之間互不相關。更接近于將兩個接收機簡單地集成在一個通信設備上。

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期望達到的最終狀態(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，是多個射頻設備如何共同在一個通信設備上正常工作，并且具備可接受的成本和較強的工業(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技術和材料科學的發(fā)展，是這種無線多連接場景能否實現(xiàn)的基礎。后一個問題則更多的是系統(tǒng)設計和優(yōu)化問題。隨著無線通信的系統(tǒng)和技術越來越多，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的現(xiàn)實意義。

3、無線多連接與標準化

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

對于模式1，在3GPP的標準化中其實已經(jīng)考慮的比較充分了。需要進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實現(xiàn)，則此種模式屬于應用問題，與技術標準化工作本身并不會有特別密切的關系。但是，若考慮multi-band OFDM，則需要完成技術的可行性分析，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)復雜度、設備實現(xiàn)成本、性能等幾方面因素，將對后續(xù)的標準產(chǎn)生明顯的影響。值得注意的是，在IEEE802.16m的標準制定中，已經(jīng)考慮了這種頻率使用的方式，并為標準化做了充足的準備，可以供3GPP參考。

對于模式3，在3GPP自身的標準系列中，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”關系，初步的結論是采用“松耦合”，即不要求空口進行測量，而是通過核心網(wǎng)絡完成數(shù)據(jù)的連接和轉(zhuǎn)發(fā)。然而，在面向IMT-Advanced系統(tǒng)標準制定的時候，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尚未完全具備。已有一些研究機構和公司在探索模式4的實現(xiàn)，但距離大規(guī)模的工業(yè)化應用還有比較大的差距。其中，標準化方面需要的準備和配合也是造成模式4比較難以應用的因素之一?？梢韵乳_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)準備開始推動，尤其是在一些已經(jīng)有研究基礎和工業(yè)基礎的方向上進行，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仍然具有一定的差距，需要在系統(tǒng)設計和標準化方面完成更系統(tǒng)的工作。