無線ATM多址接入和越區切換技術
2019-11-03 10:12:20
供稿：網友
無線ATM多址接入和越區切換技術 ATM（Asvnchronous Transfer Mode）是個電路交換、多速率電路交換、快速電路交換、分組交換、幀中繼和幀交換基礎上發展起來的一種快速分組交換。ATM采用單一的網絡來提供所有的業務，高度靈活地適應任何種類的業務，不論其速率高低、突發性大小、實時性和服務質量要求如何，ATM都能提供滿意的服務，能有效利用網絡資源。 由于多媒體便排計算機、個人數字輔助、個人信息輔助得到空前發展，把寬帶業務推向廣光線領域。無線ATM具有能提供保證端到端QoS保證為多媒體業務的能力，即在同定網絡中采用基于ATM的BISDN網絡，在無線接入部分采用保證ATM信元可靠和透明傳輸的系統，從而使得廣泛的ATM終端能在各種環境下都能高效地接入BISDN網絡。 無線ATM必須提供與有線ATM相同的業務，諸如一定范圍的業務種類，比特率，服務質量（QoS）級別等。由于無線信道頻譜受限，存入多徑干優，陰影效應等因素，使其傳輸速率及傳輸質量都受到一定限制。另外，由于用戶可移動性，為提并保證端到端的特定業務的QoS，必須提供有效、可靠通信的能力。其中差錯控制人數據鍵路層解決，這里主要討論解決多地接入為目的的介質接入層（MAC）和越區切換技術。 無線ATM的MAC層協議 介質接入控制（MAC）層要求支持多個終端設備比共用無線信道。（MAC）層必須支持現有ATM標準中定義的標準業務，包括固定比特速率（CBR）、可變比轉速率（VBR）、可用比特速率（ABR）和未指定比特速率（UBR）等各種優勢和相應的QOS控制。選擇MAC的關鍵因素是在適當地保持無線信道的高速率基礎上，以合理的QOS等級支持這些ATM業務。 當今多讓協議一般分為三類：同定指配型、隨機接入型、按需指配型。固定抗配型，諸如TDMA和FDMA，為用戶永久分配資源。此分配準則適用象話音一樣的CBR業務，則它對于突發業務而言，效率太低。而隨機接入協議，諸如ALOHA和CSMA（載波檢測多址接入），對突發業務很有效，但不適用CBR業務。按需指配協議，按用戶所需提供信道容量，即它通過用戶預約信道帶寬來得到高的信道通過車。在這當中，信道容量的一部分要用來預約，一旦預約武功，則后續的信息分組將在無沖突下傳送，即碰撞儀僅發五筆型在預約過程中。 在這里，我們介紹一種高效的按時指配到接人協議，即分布隊列請求更新多則接入（DORUMA）。該協議有一個無幀參考的時隙系統，在此系統中，請求接入（RA）和分組傳送（Xmt）信道以時隙為基礎。上行（UL）時隙流被分成一系列微時隙，用于請求接入（RA信道），每一個微時隙后用于分組傳送（Xmt）道。若需要，BS可把Xmt信道轉變M個RA信道，M依賴于來自遠端MT的往返傳插延遲，下行（DL）信道由一系列的用于對RA認證的做時隙構成，緊跟其后的時隙用于分組傳輸。BS無論何時接收到來自MT的成功請求，都立即在相應的DL微時隙中發射認證信號（ACKS）。 此協議是基于時隙的，所以MT能立即接收到來自BS的關于MT的請求分組的認證信號ACK，在碰撞發生情況下，MT能立即了解到請求接入失敗。此協議的另一個優點是UL的Xmt信道中包合“背包”（piggybacking）預約城 ，當MT在隊列中還有更多分組需發送時，需另外請求，因此節省帶寬，這一點對VBR業務尤其有用。還有一個優點是接人競爭采用微時除，在發生碰撞槽況下，損失小于長分組情況。根據以上特性可見，DQRUMA是一種較適合于無線ATM的多址接入協議。 無線ATM越區切換技術 在無線ATM中，移動管理主要包括定位待理、連接管理和越區切換管理。在蜂窩網中，可以利用歸屬位置寄存器（HLR）和訪問位置寄存器（VLR）來進行定體管理，這對于寬帶無線ATM網也同樣適用。另外，ATM是面向連接的技術，在數據交換之前，首先建立鏈路，數據交換結束后，釋放鏈路。在移動網絡中，若發生越區切換，必須拆除原有鏈路、建立新的鏈路。而在無線ATM，若發生越區切換，必須拆除原有鍵路、建立新的鍵路時。應保證ATM信元的傳送順序和連接QOS。為了減少越區切換次數，減少ATM信元誤碼率，提出了“虛連接樹”（Virtual connection Tree）的方法，該方法使得用戶越區切換時，基本避免鏈路拆除，建新鏈路的過程。 虛連接樹由烊窩基站，ATM交換節點和它們之間的鍵路組成。樹根是有線網絡中的一個固定ATM交換節，樹葉就是蜂窩基站。在相鄰的移動接入區域內的基站、同屬于一個虛連接樹。對于每一個與移動用戶的連接、虛連接樹在每個方向（從基站到樹根及相反方向）上提供一組虛連接號（VCN），來表示從樹根到一個樹葉的一條路徑。也就是說，當移動合在相鄰方向對提供一組虛連接（VCN）、則表明樹根到各個從站的不同路徑。 當這次呼叫中發生超尼切換時。移動臺只要在發送ATM信元時，使用合適的VCN，就完成了新基站的選擇與越區切換時的連接修改，而不需要呼叫處理的介入。 當移動合到達莊連接樹的邊界時，它需要加入到另一個新連接樹。以保證通信不中斷。接過程稱為虛連接樹的切換。在虛連接樹的切換過程中，需要呼叫處理的介入。由于虛連接樹的切換頻繁程度大大小于移動臺與基站之間的切換頻繁程度，采用虛連接樹可有效降低網絡的信令開銷和呼叫處理器的負擔，但是頻譜資源利用率不高。 近年來國際上針對越區切換又提出了一些策略，諸如路徑延伸法、路徑重選法。路徑延伸法是指正當無線終端移動到一個新的無線端口時，在兩個終端之間通過增加一個中繼段來延伸連接，提供從原基站到目的基站的連接，即把當前的連接一首征伸到從前一無線端口，到新的無線端口的子路由。此策略執行過程簡單、快速，但不需路由重選，因此效率不高，另外，移動終端在一組無端口間來回交換時，容易形成路徑特環。為克服路徑循環，在選擇路由以“懶散”方式執行最優化路由。路徑重選取任丞違法類似于無線連接方式中的分組轉發，列入了“漂歸屬站”和“目的歸屬站”的概念，也稱為“自適應歸屬算法”。若兩終端A、B建立了連接，則用戶A的ATM信元發送給用戶B時，首先將信元發送給源歸屬站，在經過預先確定的一條虛電路，將信元發送終目的歸屬站，最后按順序發送給用戶B所在的基站。正朝著基于ATM交換的寬帶ISDN網發展，因此，ATM技術由有線向無線方向延伸，以便于有線網與無線網協調發展，向移動用戶擔供透明的。無縫的業務，是無線通信技術發展的一種必然趨勢。摘自《通信機世界》
