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随着通信技术的迅速发展,在无线通信领域,无论是GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、WLAN、LTE,还是LTE-A、WiMax2等都有各自独立的优缺点,任何一种无线通信技术都不能独立支持所有业务的发展,多种技术的共存与融合将会成为未来移动通信网络发展的趋势。
国际电信联盟在2012年无线电通信全体会议上,正式审议通过了将LTE-A和WiMax2(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(即4G)国际标准。这一重大决议标志着未来的无线通信领域将可能是LTE-A与WiMax2占据主导地位,其他无线通信技术相互补充的时代。因此,LTE-A(TDD)与WiMax2异构网络融合与切换策略的研究将是推动无线通信领域发展的关键。
本文首先分别分析和研究了LTE-A(TDD)和WiMax2的基本原理、网络系统架构及采用的关键技术,阐明了这两种网络之间的异同点,并深入地对两种网络制式进行融合的可行性研究,为实现UE在异构网络环境下的无缝切换提供理论依据。
基于LTE-A(TDD)和WiMax2网络融合的可行性研究成果,根据两种网络的接入网和核心网的特点以及对业务的适应性,给出了网络紧密耦合和垂直切换的解决方案。该方案包括设计系统的融合构架,定义新增通信子层功能,并提出了一种异构网络下基于相对信号强度,滞后差值和触发时长作为判断准则的垂直切换算法,及不同场景下二者相互切换的流程,并对该垂直切换流程进行了详细的分析。
最后,采用Matlab仿真工具,建立LTE-A(TDD)与WiMax2混合组网的仿真模型,选取临界区域内衡量“乒乓效应”的切换次数和系统性能参数中的切换时延作为评价指标。仿真结果表明,在选取合适的HOM与TTT之后,本文所提出的算法能有效降低垂直切换中的“乒乓效应”,及整个系统的切换时延,改善UE的服务质量体验。