無線ATM技術(shù)

摘要:簡要描述了無線ATM概念和功能，探討了無線ATM所可能涉及到的技術(shù)問題，無線ATM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無線ATM的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞:無線ATM 協(xié)議模型 切換控制

0 引言

隨著移動電話和便攜式個人計算機的發(fā)展，特別是多媒體技術(shù)不斷向便攜式計算機、個人數(shù)字代理等便攜式設(shè)備的滲透，極大地推動了高速無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，而ATM技術(shù)是國際上公認(rèn)的實現(xiàn)寬帶網(wǎng)的目標(biāo)模式，其主要優(yōu)點之一是保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)和面向連接的特性，能夠靈活的支持現(xiàn)有的和未來可能出現(xiàn)的各種各樣的業(yè)務(wù)，為實現(xiàn)寬帶實時的多媒體業(yè)務(wù)奠定了基礎(chǔ)。隨著ATM技術(shù)的成熟，使人們產(chǎn)生了將ATM技術(shù)應(yīng)用到無線領(lǐng)域的設(shè)想。無線ATM技術(shù)是將ATM技術(shù)和移動通信技術(shù)的融合，

1 無線ATM的基本概念

無線ATM建議的總體目標(biāo)是設(shè)計整體的無線業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，以相對透明、無縫、有效的方式，提供基于光纖的ATM網(wǎng)的無線延伸。它不僅支持與ATM相關(guān)的業(yè)務(wù)等級、比特率和服務(wù)質(zhì)量控制，還要考慮無線傳輸信道的特性，因此，它通過在ATM信元頭/尾上增加適當(dāng)?shù)臒o線信道控制信息，構(gòu)成無線信道專用協(xié)議子層(物理層、介質(zhì)接入控制、數(shù)據(jù)鏈路控制和無線網(wǎng)絡(luò)控制)，按照ATM技術(shù)機制，實現(xiàn)無線節(jié)點之間的干線信息傳輸和無線ATM終端通過無線接入點或無線LAN的無線接入。無線基站需要實現(xiàn)ATM信令和控制協(xié)議的無線功能、固定網(wǎng)絡(luò)中的交換以及終端移動功能，如越區(qū)切換和位置管理等。

2 無線ATM的協(xié)議模型

無線ATM協(xié)議模型應(yīng)保持與標(biāo)準(zhǔn)ATM的一致性。問題的關(guān)鍵是在ATM網(wǎng)絡(luò)層與物理層，設(shè)想將新的無線信道專用的高速物理子層、媒體接入控制子層、數(shù)據(jù)鏈路子層和無線控制子層全部綜合到協(xié)議中來。如圖1所示。

*包括移動性擴展

2.1 無線ATM的物理層 無線ATM的物理層提供可用于傳輸?shù)母咚贌o線調(diào)制解調(diào)功能，實現(xiàn)寬帶無線接入。它指的是OSI七層模型中的最后一層，而不是B-ISDN協(xié)議參考模型中的物理層。物理層處理在物理媒介上數(shù)據(jù)的實際傳輸。無線ATM中的無線信道上傳輸?shù)牟粌H僅是高速多媒體數(shù)據(jù)，而且還有許多實時性很強的交互式業(yè)務(wù)。

2.2 無線ATM的數(shù)據(jù)鏈路層 無線MAC層要求支持多個終端設(shè)備公用無線信道，并支持現(xiàn)有ATM標(biāo)準(zhǔn)中定義的標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)，包括可用比特速率(ABR)、可變比特速率(VBR)、固定比特速率(UBR)等各種業(yè)務(wù)和相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)控制。DLC層提供強有力的數(shù)據(jù)鏈路誤碼控制機制，如誤碼檢測、重傳協(xié)議和前向糾錯等。無線控制層的主要功能是終端移動、切換控制和無線資源管理。

無線ATM的數(shù)據(jù)鏈路層的封裝是ATM適配層(AAL)中的拆裝子層(SAR)從匯聚子層(CS)接收到數(shù)據(jù)塊，然后在每個數(shù)據(jù)塊上添加PDU頭，組成SAR-PDU。在接收端，SAR將SAR-PDU的PDU頭分開，然后將數(shù)據(jù)塊凈荷送到CS。

在無線信道上，解決誤碼率較高問題的方法有兩種，分別是自動請求重發(fā)(ARQ)和前向糾錯(FEC)技術(shù)，它們各有優(yōu)缺點。ARQ技術(shù)可以做到插空傳送確認(rèn)消息ACK和重復(fù)的分組，但是要實現(xiàn)這一點需要額外的帶寬，這一點與FEC是一致的。一般來說，對時延不敏感的業(yè)務(wù)使用ARQ，如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。對時延敏感的業(yè)務(wù)使用FEC技術(shù)，如視頻和音頻業(yè)務(wù)。

3 無線ATM 的關(guān)鍵技術(shù)

無線ATM的關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)增強性的終端移動性管理功能的技術(shù)，其主要內(nèi)容包括將用戶名映射到其當(dāng)前位置管理功能和用于在終端移動期間動態(tài)地從虛擬電路中重新進行路由選擇的切換功能。

3.1 位置管理 位置管理是在特定移動設(shè)備的“名字”和“路由指示符”之間提供一種描述，用來定位當(dāng)前端點、聯(lián)系移動設(shè)備。移動終端地址由前綴和終端標(biāo)志符組成，前綴和它當(dāng)時所連的交換設(shè)備有關(guān)。每個移動終端有兩個地址，一個稱為主地址，由其主交換機指定(每個移動終端都指定一個主交換機)，移動終端的主地址都是固定的; 另一個稱為外地地址，其前綴由當(dāng)時所連的交換設(shè)備指定。利用這兩個地址可以實現(xiàn)移動設(shè)備與路由選擇標(biāo)志符之間的唯一映射。這樣網(wǎng)絡(luò)就能支持終端的移動性。這里我們必須解決兩種可能，一是具有IP地址的端對端無線ATM，一是基于ATM 的IP子網(wǎng)的互連。

3.2 切換控制 切換控制是移動無線ATM網(wǎng)絡(luò)的基本能力，它動態(tài)地支持無線ATM和PCS/蜂窩/WAN 骨干網(wǎng)以及端到端的無線ATM互連應(yīng)用中的終端移動性。當(dāng)無限ATM通信網(wǎng)采用微蜂窩小區(qū)形式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，越區(qū)切換控制是移動ATM的一項關(guān)鍵技術(shù)。切換過程包括終端和無線基站產(chǎn)生的一些信道切換，需要更新原來的連接并重新路由。

現(xiàn)有的切換方式主要有硬切換、軟切換和無縫切換三種。在硬切換方式中，移動終端始終只和一個基站建立連接并保持通信，缺點是切換是可能造成較多的信元丟失，應(yīng)避免使用。在軟切換方式中，移動終端在切換時與切換前后的兩個基站同時保持通信，網(wǎng)絡(luò)將同時從兩個基站接收信元，并從中確定質(zhì)量較好的一個進行傳輸。若無線ATM的介質(zhì)訪問控制協(xié)議為CDMA，則可采用軟切換方式，它可保證在切換時無信元丟失。在無縫切換方式中，移動終端與兩個基站同時建立連接，但只與其中信道質(zhì)量較好的連接進行通信。在基于TDMA的無線ATM網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)采用無縫隙切換方式，它可保證很低的信元丟失率。

當(dāng)然還有如QoS控制、路由選擇、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)等至關(guān)重要的技術(shù)，在這里就不做介紹了。

4 無線ATM技術(shù)的發(fā)展

近年來，無線ATM正受到人們越來越多的重視和研究。由于固定電話通信網(wǎng)正朝著基于ATM交換的寬帶ISDN網(wǎng)發(fā)展，因此，ATM技術(shù)由有線向無線方向延伸，以便于有線網(wǎng)與無線網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，向移動用戶提供透明的、無縫的業(yè)務(wù)，是無線通信技術(shù)發(fā)展的一種必然趨勢。

參考文獻:

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[2]Othmar Kyas 《ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》辛再甫等譯.中國水利水電出版社.1998年2月.

[3]Rainer Handel 《ATM Networks concepts.protocols.applications》1997年.

[4]王捷《無線寬帶網(wǎng)的越區(qū)切換方案》.1999年6月.