前言

随着计算机和微电子技术的飞速发展,移动通信网络正朝着高带宽、高性能方向演进。短短几十年,移动通信从最初的模拟技术,到第二代数字技术,发展到可以提供多媒体业务的第三代移动通信系统(3G)。下一代移动通信网络(4G)是以IP为基础的、多功能集成的、各种网络融合的宽带移动通信系统,可以提供的数据传输速率达100 Mbps甚至更高,支持包括宽带无线接入、移动宽带接入、交互式广播和高速流媒体业务,真正实现“在任何时间为任何地点的任何人提供多媒体业务”的目标。

无线宽带接入新技术以IEEE 802系列标准为代表,在无线领域已经占有一席之地。针对不同的无线应用场景设计,宽带接入技术与传统的蜂窝移动通信网共同为用户提供了多样化、个性化的无线接入方式和业务模式。无线局域网WLAN(IEEE 802.11a/b/g)已普遍部署到公司、高校、机场和宾馆等公共场所,覆盖热点地区,提供高数据速率,低移动性支持的热点区域服务。备受业界关注的WiMAX(IEEE 802.16e)无线接入标准提供高速移动性支持和QoS保证的全球覆盖服务,具有在移动的环境(120 km/h的车速下)中高速数据传输能力和城域范围内良好的宽带移动性。

随着技术的发展、市场需求和竞争的变化,移动通信网和宽带无线接入网分别朝着各自的发展方向不断演进。种类繁多的无线网络相继出现,各自具有不同的特征和业务提供能力,适应不同场景下用户对通信服务个性化的需求,共同推动着移动无线Internet、移动多媒体和移动流媒体的超前发展,使无所不在的普适计算(Ubiquitous Computing)逐渐成为可能。未来无线通信网络将是各种无线接入技术并存、协同工作、支持终端无缝移动性的全IP融合网络,宽带化、泛在化、协同化和异构互连将成为未来宽带无线通信发展的主旋律。

本书对异构无线网络融合理论与关键技术实现进行了深入细致的阐述,便于读者对异构无线网络融合体系形成系统全面的认知。作者还结合国内外权威研究机构近年来的最新研究成果,指出了异构无线网络融合研究领域亟待解决的问题和主流研究方向。

全书分为8章,第1章概述了未来无线通信网络的发展趋势、未来异构融合网络环境、下一代移动通信的概念以及异构无线网络融合带来的产业机遇和面临的技术挑战。第2章论述了基于移动IP的网络层移动性管理的理论架构和移动IP切换和性能优化技术,介绍了分层移动IP最优管理区域的设置方案以及移动IP技术在第三代移动通信中的应用情况。第3章介绍了垂直切换的概念,提出了一种异构无线网络间联合垂直切换判决策略,并建立了一种通用的垂直切换性能评估模型。第4章主要分析和介绍了具有代表性的异构无线网络融合的理论模型和系统架构,以帮助读者更好地理解异构无线网络融合概念。第5章理机制,有助于读者对异构无线环境中无线资源管理机制的全面理解。第6章提出了一个异构终端接入选择功能架构,并设计了两种接入选择策略。第7章重点论述了端到端重配置技术的网络架构、重配置融合网络、网络管理以及重配置终端的系统架构、功能、协议栈和实现方式,为读者指出了研究异构无线网络融合课题的新思路。第8章分析了TD-SCDMA和WiMAX联合组网的市场、技术和业务基础,提出了基于紧耦合和松耦合的TD-SCDMA和WiMAX网络融合技术方案,帮助读者进一步理解异构无线网络融合的理论和应用场景。

书中的内容和素材除了来自引用的参考文献外,作者特别感谢北京邮电大学PCN&CAD中心众多研究人员的大力支持:首先是宋俊德教授和宋梅教授对学术研究的引导,其次是与多位研究人员合作承担异构无线网络融合方面科研项目的阶段性成果,包括国家重大自然科学基金(NSF)项目、国家“863”重大项目以及与中国移动、Intel公司、爱立信公司等国内外知名企业的合作项目,汇集了北京邮电大学PCN&CAD中心的集体智慧,包括冯瑞军博士、方波博士、黄建文博士、胡晓博士、毕亚娜博士和李颉博士等对本书的编著提供了大力支持,河南移动的张森、袁林、徐春青和陈亚杰做了大量的资料收集和整理工作。另外,清华大学的刘博博士后对本书内容提出了许多富有建设性的意见。

在本书的编写过程中,考虑到不同层次读者的需要,书中每个章节都从基本问题出发,由浅入深,循序渐进,首先提出关键理论,然后分析关键技术和实现方案。读者可以根据自身需要,有选择地阅读。本书可作为研究异构无线网络融合课题初学者的指导书,也适合作为计算机、通信及电子工程专业的大学生、研究生及其相关研究人员和工程技术人员的参考书。

由于时间仓促,作者水平有限,书中难免有疏漏和不当之处,恳请读者批评指正,以便进一步修改完善。

李军于河南省移动通信公司

2008年12月