面向5G多空口的異構網切換方法分析

夏宇星，黃 凌

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

異構網是由宏小區組成的網絡，通過異構網多樣化的組網方式能夠解決移動性的復雜問題，但為保持與移動用戶終端的持續通信，則需要通過異構網切換方法執行切換過程，進而保證通信的可持續性。基于異構網切換方法本身的復雜性，在切換過程中經常出現數據丟失、資源浪費等現象，導致切換性能無法滿足異構網切換的高效性需求[1,2]。我國盡管已有學者針對異構網切換方法提出了一些分析，但取得了研究成果仍然無法將UE 的服務小區高效切換到目標小區，造成此結果的主要原因為傳統方法在切換過程中切換速率低，無法快速獲得更強的信號質量。5G多空口是在全球性5G標準下，設計全新的OFDM多空口，獲得更強的信號質量。因此，有理由將5G多空口應用在異構網切換方法分析中，本文通過提出面向5G多空口的異構網切換方法分析，致力于提高異構網切換速率。

1 5G多空口

5G多空口指的就是通過多條電磁波作為信息傳輸過程中的規范，大大縮短了信息傳輸的延長時間。通過5G多空口傳輸數據可能會改變信息原本的含義，但不會影響接受者對于信息的判斷[3]。利用5G多空口進行資源調配，能夠顯著縮短AGV和管理系統的通信時間，有效提高AGV的利用率和管理效率。此前，將5G多空口應用在網絡切換之后，AGV停機現象大大減少，協同作戰的能力也更強，可實現多臺機器同步作業，工作效率相比原來具有明顯提高，能夠智能部署資源調配。基于此，本文面向5G多空口設計異構網切換方法，具體內容如下。

2 面向5G多空口的異構網切換方法

2.1 確定異構網傳輸路徑輸出端

在異構網切換中，由于異構網傳輸路徑受計算機性能約束，必須確定異構網傳輸路徑輸出端，保證UE在切換訪問地址的情況下不受位置的影響。本文采用面向5G多空口的3GPPE - UTRA 規范，以3.0～35 GHz之間為頻譜，形成CP-OFDM較窄波束[4]。通過獨立組網生成具有較強規律性的數據序列，作為異構網傳輸路徑輸出端，在保證LTE eNB與5G gNB保持連接狀態下，直接部署到5G網絡。

2.2 設計異構網路徑切換單元

在確定異構網傳輸路徑輸出端的基礎上，設計異構網路徑切換單元。路徑切換單元具體模式如圖1所示。

圖1 路徑切換單元模式圖

根據圖1可知，面向5G多空口的路徑切換單元采用Sasfgrb-Rrwie為指定接口地址，Sasfgrb-Rrwie的總體思路就是通過路徑切換單元框架中的可靠和異常類，實現了端到端的數據交換，從而切換到新的傳輸路徑，達到了端到端的傳輸路徑交互。由于路徑切換單元都訪問同一個數據庫，因此異構網的切換都統一管理。

2.3 實現異構網切換

運用上述設計的異構網路徑切換單元已經執行了初始化處理，要實現異構網轉換接口與上位機通信之間的切換還需要對5G多空口自身初始化、5G多空口協助異構網枚舉USB接口、中斷處理以及對異構網切換的各項狀態監控。異構網切換初始化流程表，如表1所示。

表1 異構網切換初始化流程表

結合表1所示，在state1階段，面向5G多空口協助異構網對切換接口枚舉時需要向5G多空口提供產品。設備的代碼，將代碼燒寫到符合總線接口的帶電可擦可編程只讀存儲器中，并連接到異構網切換接口的對應引腳上[5]。在state2階段，異構網切換接口枚舉的過程中，切換命令在串行接口引擎的作用下，可以自動完成枚舉。對5G多空口的初始化處理只需要對等待狀態的寄存器設置相應參數，適應異構網切換的數據轉換即可。在state3階段，啟動CQ1-QOUT 310，并分別通過無線鏈路設置寄存器的位置，當出現中斷事情發生時，切換命令的INT引腳將被置低，并切換使能寄存機的相應位置。當切換發生時，帶有切換標志的指令則將狀態字映射到上位機軟磁盤當中。因此，異構網切換發生后，面向5G多空口對切換接口的一次簡單的讀寫操作便可使上位機獲取到切換信息，并識別到異構網切換進行相應的處理。至此，完成面向5G多空口的異構網切換。

3 實例分析

3.1 實驗準備

本次實例分析，采用硬件設施為型號為TYR3583589的上位機，實驗環境包括虛擬主機資源數量為500個，物理主機地理距離為30，主機更新常量為0.1，網絡權重系數為0.2。本次實例分析中設置的實驗測試指標為異構網切換速率，切換速率越高證明切換方法的性能越好。

采用面向5G多空口的切換方法，通過USBPACK 2.0軟件測試異構網切換速率，記錄實驗結果，設置為實驗組，再采用傳統方法執行切換操作，同樣通過USBPACK 2.0軟件測試異構網切換速率，記錄實驗結果，設置為對照組。

3.2 實驗結果分析與結論

整理實驗數據，得到圖2所示結果圖。

圖2 實驗結果圖

通過圖2可知，本文設計方法切換速率明顯高于對照組，切換性能更強，具有現實應用價值。

4 結 論

通過面向5G多空口的異構網切換方法分析，能夠取得一定的研究成果，解決傳統異構網切換中存在的問題。由此可見，本文設計的方法是具有現實意義的，能夠指導異構網切換方法優化。在后期的發展中，應加大5G多空口在異構網切換中的應用力度。截止目前，國內外針對面向5G多空口的異構網切換方法研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對異構網切換方法的優化設計提出深入研究，為提高異構網切換的綜合性能提供參考。