无线ATM多址接入和越区切换技术

　　ATM（Asvnchronous Transfer Mode）是个电路交换、多速率电路交换、快速电路交换、分组交换、帧中继和帧交换基础上发展起来的一种快速分组交换。

　　ATM采用单一的网络来提供所有的业务，高度灵活地适应任何种类的业务，不论其速率高低、突发性大小、实时性和服务质量要求如何，ATM都能提供满意的服务，能有效利用网络资源。 由于多媒体便排计算机、个人数字辅助、个人信息辅助得到空前发展，把宽带业务推向广光线领域。无线ATM具有能提供保证端到端QoS保证为多媒体业务的能力，即在同定网络中采用基于ATM的BISDN网络，在无线接入部分采用保证ATM信元可靠和透明传输的系统，从而使得广泛的ATM终端能在各种环境下都能高效地接入BISDN网络。

　　无线ATM必须提供与有线ATM相同的业务，诸如一定范围的业务种类，比特率，服务质量（QoS）级别等。由于无线信道频谱受限，存入多径干优，阴影效应等因素，使其传输速率及传输质量都受到一定限制。另外，由于用户可移动性，为提并保证端到端的特定业务的QoS，必须提供有效、可靠通信的能力。其中差错控制人数据键路层解决，这里主要讨论解决多地接入为目的的介质接入层（MAC）和越区切换技术。 无线ATM的MAC层协议 介质接入控制（MAC）层要求支持多个终端设备比共用无线信道。（MAC）层必须支持现有 ATM标准中定义的标准业务，包括固定比特速率（CBR）、可变比转速率（VBR）、可用比特速率（ABR）和未指定比特速率（UBR）等各种优势和相应的QOS控制。选择MAC的关键因素是在适当地保持无线信道的高速率基础上，以合理的QOS等级支持这些ATM业务。

　　当今多让协议一般分为三类：同定指配型、随机接入型、按需指配型。固定抗配型，诸如 TDMA和FDMA，为用户永久分配资源。此分配准则适用象话音一样的CBR业务，则它对于突发业务而言，效率太低。而随机接入协议，诸如ALOHA和CSMA（载波检测多址接入），对突发业务很有效，但不适用CBR业务。按需指配协议，按用户所需提供信道容量，即它通过用户预约信道带宽来得到高的信道通过车。在这当中，信道容量的一部分要用来预约，一旦预约武功，则后续的信息分组将在无冲突下传送，即碰撞仪仅发五笔型在预约过程中。 在这里，我们介绍一种高效的按时指配到接人协议，即分布队列请求更新多则接入（DORUMA）。该协议有一个无帧参考的时隙系统，在此系统中，请求接入（RA）和分组传送（Xmt）信道以时隙为基础。上行（UL）时隙流被分成一系列微时隙，用于请求接入（RA信道），每一个微时隙后用于分组传送（Xmt）道。若需要，BS可把Xmt信道转变M个RA信道，M依赖于来自远端MT的往返传插延迟，下行（DL）信道由一系列的用于对RA认证的做时隙构成，紧跟其后的时隙用于分组传输。 BS无论何时接收到来自MT的成功请求，都立即在相应的DL微时隙中发射认证信号（ACKS）。 此协议是基于时隙的，所以MT能立即接收到来自BS的关于MT的请求分组的认证信号ACK，在碰撞发生情况下，MT能立即了解到请求接入失败。此协议的另一个优点是UL的Xmt信道中包合“背包”（piggybacking）预约城 ，当MT在队列中还有更多分组需发送时，需另外请求，因此节省带宽，这一点对VBR业务尤其有用。还有一个优点是接人竞争采用微时除，在发生碰撞槽况下，损失小于长分组情况。根据以上特性可见，DQRUMA是一种较适合于无线ATM的多址接入协议。

　　无线ATM越区切换技术 在无线ATM中，移动管理主要包括定位待理、连接管理和越区切换管理。在蜂窝网中，可以利用归属位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）来进行定体管理，这对于宽带无线ATM网也同样适用。另外，ATM是面向连接的技术，在数据交换之前，首先建立链路，数据交换结束后，释放链路。在移动网络中，若发生越区切换，必须拆除原有链路、建立新的链路。而在无线ATM，若发生越区切换，必须拆除原有键路、建立新的键路时。应保证ATM信元的传送顺序和连接QOS。为了减少越区切换次数，减少ATM信元误码率，提出了“虚连接树”（Virtual connection Tree）的方法，该方法使得用户越区切换时，基本避免链路拆除，建新链路的过程。 虚连接树由烊窝基站，ATM交换节点和它们之间的键路组成。树根是有线网络中的一个固定 ATM交换节，树叶就是蜂窝基站。在相邻的移动接入区域内的基站、同属于一个虚连接树。对于每一个与移动用户的连接、虚连接树在每个方向（从基站到树根及相反方向）上提供一组虚连接号（VCN），来表示从树根到一个树叶的一条路径。也就是说，当移动合在相邻方向对提供一组虚连接（VCN）、则表明树根到各个从站的不同路径。 当这次呼叫中发生超尼切换时。移动台只要在发送ATM信元时，使用合适的VCN，就完成了新基站的选择与越区切换时的连接修改，而不需要呼叫处理的介入。

　　当移动合到达庄连接树的边界时，它需要加入到另一个新连接树。以保证通信不中断。接过程称为虚连接树的切换。在虚连接树的切换过程中，需要呼叫处理的介入。由于虚连接树的切换频繁程度大大小于移动台与基站之间的切换频繁程度，采用虚连接树可有效降低网络的信令开销和呼叫处理器的负担，但是频谱资源利用率不高。 近年来国际上针对越区切换又提出了一些策略，诸如路径延伸法、路径重选法。路径延伸法是指正当无线终端移动到一个新的无线端口时，在两个终端之间通过增加一个中继段来延伸连接，提供从原基站到目的基站的连接，即把当前的连接一首征伸到从前一无线端口，到新的无线端口的子路由。此策略执行过程简单、快速，但不需路由重选，因此效率不高，另外，移动终端在一组无端口间来回交换时，容易形成路径特环。为克服路径循环，在选择路由以“懒散”方式执行最优化路由。路径重选取任丞违法类似于无线连接方式中的分组转发，列入了“漂归属站”和“目的归属站”的概念，也称为“自适应归属算法”。若两终端A、B建立了连接，则用户A的ATM信元发送给用户B时，首先将信元发送给源归属站，在经过预先确定的一条虚电路，将信元发送终目的归属站，最后按顺序发送给用户B所在的基站。正朝着基于ATM交换的宽带ISDN网发展，因此， ATM技术由有线向无线方向延伸，以便于有线网与无线网协调发展，向移动用户担供透明的。无缝的业务，是无线通信技术发展的一种必然趋势。