异构无线网络融合关键问题和发展趋势探讨1 国内外异构无线网络融合研究和应用的现状“移动宽带化，宽带移动化”是当前移动通信的发展特征，多类型网络共存和融合是宽带无线通信的发展趋势。

为了将各种接入技术整合到统一的网络环境中，充分利用全网无线资源，为用户提供无缝漫游服务，国际标准化组织和学术界都对异构无线融合的技术和方案进行了积极研究。

3GPP在TS22.934中建议了六种3G与WLAN融合的互操作情景模式，按照WLAN与3G结合的紧密程度，分为松耦合和紧耦合两大类[1]。

3GPP2 重点研究CDMA2000 与WLAN 之间的互联互通方式，定义了三种场景[2]。

两个标准化组织提出的方案有差异，但核心思想都是能利用移动网络实现对WLAN 的鉴权认证，并让WLAN终端能使用移动网的数据业务。

IEEE 802.21工作组主要研究如何在异种接入技术之间提供独立于媒体的切换能力(M e d i a Independent Handover,MIH)，其中定义的切换包括IEEE系列接入技术之间的切换以及IEEE系列和蜂窝网络之间的切换[3]。

异构无线网络是指在传统的宏蜂窝移动基站覆盖区域内，再部署若干个小功率传输节点，形成同覆盖的不同节点类型的异构系统。

按照小区覆盖范围的大小，可以将小区分成宏小区、微微蜂窝小区、毫微微蜂窝小区，以及用于信号中继的中继站[4]。

异构网不同范围小区相互重叠覆盖，形成异构分层无线网络。

目前以宏基站为主的网络部署已经很难满足容量需求，运营商、设备及终端制造商一直在推动异构无线网络融合的应用，接入网络架构上引入小基站作为网络部署的关键点，呈现“小功率，多天线”的特征。

阿尔卡特朗讯发布了一项名为灵云无线LightRadio的新技术，张从武 胡坚波工业和信息化部电信研究院 北京 100083摘　要简要介绍目前我国异构无线网络研究和应用的现状，分析其中的关键技术和推进方案，探讨对现有网络规划理念的影响，并对需要解决的问题给出策略建议。

关键词 异构无线网络；网络融合；网络规划集中化、云构架的基带池以及虚拟化的网络控制器，支持多制式多功能融合。

华为开发了高容量，小蜂窝，简运维的SingleRAN系列产品，发布的SingleSON解决方案实现了多制式多层次网络的自配置、自优化和自维护。

沃达丰在世界移动通信大会(MWC2012)上演示了LTE HetNet立体覆盖解决方案，有力地推动了多层异构网络(HetNet)的商用部署进展。

2 异构无线网络融合的关键技术及方案进展异构无线网络融合基于新的架构设计思想，需要高效关键技术支撑，赋予网络新的能力。

对于共性的融合与个性的协同，是异构网络发展的方向。

如何使异构无线网络融合体现出资源协同、业务统一、管理智能的特征，是异构网络规模商用面临的关键问题。

在异构无线网络融合环境下，协同技术主要包括联合无线资源管理，异构移动性管理，中继节点功率分配等。

联合无线资源管理能保证异构网络中无线资源的高效利用，是提高频谱利用率和实现协同覆盖的有效手段，涉及垂直切换，联合接纳控制等功能。

随着网络容量和站址密度的提高，小区变得越来越小，使得异构无线网络间的垂直切换更加频繁，垂直切换算法是保障业务连续性的前提。

现有的移动性管理技术已经无法满足终端在异构网络间的无缝切换、位置管理等需求，必须提供一个开放自适应，有高度通用性的移动性管理优化方案，降低信令和功耗开销，减少时延。

异构无线网络融合要求深刻把握数据业务发展规律，扩展数据业务特征表述维度，在网络接入选择机制设计时充分考虑市场调节因素，切换和接入选择判决条件不仅考虑带宽、时延、抖动、安全等QoS参数，还要考虑业务类型、计费模式、单位价格等非技术因素。

采用基于AHP层次设计思想的多目标算法，统筹考虑技术市场多个因素，能够提高网络选择的准确性，保证用户总是获得基于约束条件的最优连接。

应用对带宽、时延、丢包率等参数的要求各不相同，如何提供可靠的端到端多级QoS保证成为一个难点。

现有的OSI分层模型相对独立静态的协议结构不能很好适配异构无线网络融合，需要打破原有分层结构的协议设计，实现跨层设计，如定义新的层间接口和边界，联合各层的参数调整等。

跨层设计的核心思想是形成协议栈对网络条件进行观察，基于跨层的通用数据库共享信息做出反馈的交互机制，进行自适应系统优化。

异构无线网络正面临有限频谱资源和爆发性流量的矛盾，如何提高频谱的利用率和保证不同网络的协同工作，需要网络管理的智能化。

智能管理可以实现网络参数的自动规划和配置、多制式多层次网络的移动性优化和流量优化、自动化的小区故障管理。

智能无线认知网络能通过主动地感知无线频谱使用，认知无线环境，自适应地重配置网络资源、工作模式与参数，进而实现与周边无线网络协同工作的目标。

自组织网络SON(Self-Organizing Networks)能够通过自动化机制简化运营任务来降低无线网络规划、优化和管理的成本，同时提高运维效率和网络质量。

目前SON的进展还停留在方案阶段，需推动多模终端对SON空口信令的支持。

随着通信用户的快速成长和信息业务的普及，我国运营商的网络规模持续扩大，GSM网络基站数已经超过了100万个，WLAN无线网AP设备超过300万台，WLAN功能成为智能终端上的标配模块，多种接入技术共存将成为长期特征。

面向LTE技术引入，在3GPP 体系中网络架构演进主要是演进分组系统EPS(包括E-UTRAN和EPC)，基于2G/3G/LTE与WLAN在SAE架构下形成统一的核心网，SGSN与MME融合、GGSN 与SAE GW融合、HLR与HSS融合，实现资源有效共享。

结合现网改造和技术演进，形成支持多种接入的分组融合目标网，进而构筑宽带、融合、开放、可运营可管理的核心网络，提升网络在全IP环境下多业务支持能力，降低投资和运维成本。

分组融合目标网架构具体见图1。

JNTQDSGHHTO0FQDHX0fQEH3H4HMUFIMS0ITTTHjJNT图1 融合多种接入方式的分组融合目标网架构异构无线网络融合方案不仅可以进行业务均衡，还解决了室内、热点地区的容量覆盖问题，实现多网协同，达到立体全覆盖效果。

我国运营商在初期选择异构无线网络融合方案时，需要从业务需求、对现网影响、投资成本以及后续网络演进等多方面考虑，积极探索无线网与移动网的深度融合解决方案，研究优选策略，不断扩大无线技术的应用范围。

异构无线网络融合的实现。

异构无线网络融合发展对现有网络规划理念的影响具体见表1。

智能终端和平板电脑的普及，加速了宽带无线通信局域化趋势。

由于无线网和移动网在技术体制上差异较大，在融合初期可优先考虑两者的协同覆盖，为全面融合做准备。

协同覆盖要求新型终端根据APN 或业务分类表识别业务类型，结合网络特性，选择不同的路由策略，将不同的业务承载到不同的网络中去，从而达到资源优化配置，提升用户感知的目的。

4 异构无线网络部署目前存在的问题和发展趋势4.1 当前存在的主要困难及问题1) 技术难度加大。

无线网和移动网在宽带化演进3 异构无线网络发展对现有蜂窝网络规划理念的影响异构无线网络规划目前指在2G 、3G 、LT E 、WLAN 等多种接入技术共存的背景下，立足于融合和协同，结合用户行为和业务特征，引入先进的无线资源管理算法和规划理念，做到无线资源的异构协同和异构融合，形成资源管理科学、运行机制高效的异构网。

鉴于我国通信产业的实际情况，异构无线网络融合的发展过程，不会是产生全新的网络，而是不断融合新的接入网。

在现有多制式共存的基础上发展异构无线融合网络，主要存在的问题体现在接入网、核心网、规划优化、维护管理四个层面。

结合异构无线网络发展出现的问题，从四个层面分析问题对现有网络规划和运营产生的影响，进而提出每个问题解决的思路建议，服务于表1 异构无线网络融合发展对现有网络规划理念的影响中不断提出新的技术，但技术的实现日益复杂。

IT 业的摩尔定律面临工艺水平和生产成本的严峻压力，蜂窝无线设备研发面临物理层基带处理能力可挖掘空间受限，射频技术要求大大提高的挑战。

2) 干扰协调复杂。

异构网络在原来的小区范围之内引入了新的发射节点，相当于引进了新的干扰源，分层异构网络拓扑结构的变化，不同类型小区基站发射功率差异以及小区间切换场景都会引入新的干扰。

过多的网络在频率分配，小区间干扰协调上存在巨大困难。

3) 频谱资源紧张。

由于目前我国采用的静态频谱规划与实际异构无线网络动态频谱需求之间的矛盾，导致面向异构无线网络宽带应用的频谱资源比较紧张，一方面已经分配的频谱利用率不高，另一方面优质的低端频谱已经被其它系统占用，异构网络系统中难以获得。

4.2 未来异构无线网络融合发展的实施策略及建议从我国运营商网络基础设施的发展现状考虑，异构无线网络融合可以大致分为三个阶段：认证计费融合阶段、网络终端融合阶段以及无缝业务体验阶段。

融合的目标是实现业务连续性，达到无缝体验，终端上的业务在无线网与蜂窝网间跨系统移动时能够保持数据业务连接不中断。

根据可使用的网络资源，结合融合移动性管理，网络或终端可为不同的业务选择最优的接入网络。

每个融合阶段实现的功能和发展目标具体见图2。

3117Lj Ljԍ ăցLj Lj ăLj ă Ք Lj ăՔ图2 异构无线网络融合的三个阶段划分业务创新推动着不同宽带技术的演进，如何根据市场需求促进异构无线网络融合，成为目前异构网络发展关注的重点。

我国异构无线网络部署需要因地制宜，分步实施。

1) 依托通信新技术新组网实现异构无线网络融合的目标。

3GPP 和IEEE 组织在网络升级演进中形成的通信新技术在提升系统容量和频谱效率中的关键作用奠定了异构无线网络融合的基础。

认知无线电技术可以应用在频谱感知检测、自适应传输、动态频谱管理方面。

多无线电协作技术在网络容量提升，移动性管理增强上具有领先优势。

针对异构无线网络融合问题，欧盟的信息社会技术(Information Society Technologies,IST)系列项目相继提出了不同的解决方案，涵盖了网络融合架构、资源管理、终端设计和QoS 业务等方面，但与为用户提供无处不在的系统和业务的异构网络融合目标还有很大差距。

环境感知网络(Ambient Networks,AN)和无线网状网络(Wireless Mesh Network,WMN)，可以为异构无线网络融合理论和实现提供新的研究空间。

2) 面向异构无线网络融合特征推进网络维护和管理手段转型。

异构无线融合提高了网络整体运维复杂度，并生成海量数据，因此，急需引入先进的数据管理技术，进行合理的数据组织和建立相应的网管支撑体系，确保数据的一致性。

结合数据挖掘，对不同网络间的问题进行有效关联，形成统一的运营平台。