第三代无线局域网融合的研究

论文摘要

无线通信网络的持续增长和愈加广泛的应用已经深刻改变了我们的生活。互联网、蜂窝移动系统和无线局域网在家用和商用领域中都处于呈指数级速度增长的发展变化中,从而导致了这些系统之间产生竞争和融合。虽然蜂窝系统的覆盖范围和服务质量已经得到了极大的改善,但是由于在设计之初缺乏考虑,蜂窝系统在室内覆盖范围和数据容量两个方面仍然受到很大的限制。蜂窝系统的理论数据速率可以达到2Mbps。无线局域网系统是专为室内数据通信设计的,并且已经证明它有能力支持有限个室内移动客户端的需求。无线局域网的理论数据速率可以达到54Mbps。为了给用户提供更好的服务和更广泛的覆盖范围,两种通信网络终将融为一体。UTMS和WLAN具有互补特性,将3G和WLAN各自关键的技术优势融合起来以提供最好的服务,也即3G和WLAN的融合,是一项很有吸引力的研究工作。本论文的目标即研究3G-WLAN融合中的各种问题。本论文致力于解决实现3G-WLAN融合时的设计原则、技术特征和结构方法等问题。通过对实际应用进行抽象可以提取出一些基本原则,上述问题就是在这个抽象层面上进行讨论的。本文陈述了3G-WLAN融合的主要问题:技术特征,结构方法,仿真验证。本文提出了移动IP法、网关法和仿真器法等三种方法用于实现3G-WLAN融合,并对它们各自的特征和结构进行了验证。本文还介绍了3G和WLAN系统的协议和结构,同时对二者进行了详细地比较,从而揭示了3G和WLAN必将融合的原因。最后,本文介绍和分析了实现3G和WLAN网络融合中遇到的困难与挑战。

论文目录

• ABSTRACT
• 摘要
• CHAPTER 1 INTRODUCTION
• 1.1 Background
• 1.2 Thesis Scope
• 1.3 Thesis Structure
• CHAPTER 2 3G NETWORK
• 2.1 Mobile Communications Technology Evolution
• 2.2 UMTS System Overview
• 2.3 UMTS Packet Domain Architecture
• 2.4 UMTS Protocol Stack
• 2.4.1 Transport Network Protocols
• 2.4.2 Radio Network Protocols
• 2.4.3 System Network Protocols
• 2.5 Radio Resource Management
• 2.5.1 PDP Activation Procedure/RAB Assignment Procedure
• 2.5.2 Service Request Procedure
• 2.6 UMTS Services
• 2.6.1 Conversational Class
• 2.6.2 Streaming Class
• 2.6.3 Interactive Class
• 2.6.4 Background Class
• CHAPTER 3 WLAN NETWORK
• 3.1 WLAN System Architecture
• 3.2 WLAN Medium Access Control Layer
• 3.3 Inter-frame Space
• 3.3.1 Short Inter-frame Space （SIFS）
• 3.3.2 PCF Inter-frame Space （PIFS）
• 3.3.3 DCF Inter-frame Space （DIFS）
• 3.4 Distributed Coordination Function
• 3.5 Point Coordination Function
• 3.6 WLAN Frame Structure
• CHAPTER 4 UMTS WLAN INTEGRATION ARCHITECTURES
• 4.1 3G -WLAN Integration Architectural Methods
• 4.2 The Mobile IP Architectural Method
• 4.2.1 Handover Scenario from 3G to WLAN
• 4.2.2 Handover Scenario from WLAN to 3G
• 4.3 Gateway Architectural Method
• 4.3.1 Handover Scenario from 3G to WLAN
• 4.3.2 Handover Scenario from WLAN to 3G
• 4.4 Emulator Method
• 4.5 Other Possible Architectural Methods
• CHAPTER 5 ANALYSIS AND COMPARISONS
• 5.1 Analysis of UMTS and WLAN
• 5.2 Challenges for Integration
• 5.2.1 Seamless roaming across 3G cellular networks and WLANs
• 5.2.2 Enhanced Security Level
• 5.2.3 Consistent end to end QoS guarantee
• 5.3 Simulation Framework and Model
• 5.3.1 Received Signal Strength
• 5.3.2 Bit Error Rate
• 5.3.3 Handover
• 5.3.4 BS to AP scenario
• 5.3.5 AP to BS scenario
• 5.4 Simulation Approach
• 5.5 Performance Analysis of Architectures
• 5.6 Handover Delay Analyses
• 5.7 Simulations Results
• CONCLUSION AND FUTURE WORK
• REFERENCES
• ACKNOWLEDGEMENT