来源：电子技术应用 作者：天津大学 关涛 舒炎泰

    摘要：提出了一种在异构无线网络融合环境下的端到端qos模型。讨论了异构无线网络融合系统的架构，分析了在网络融合环境中提供端到端qos保证的难点，提出了一种动态的、标准化的、基于多径接收端控制协议r2cp的端到端qos支持模型，并以3g/wlan融合系统作为典型应用环境来描述该模型。

    关键词：端到端服务质量保证qos异构网络3g/wlan融合

    随着计算机和通信技术的发展，无线广域网(如gprs、umts等)、无线局域网(如ieee802．11)、卫星通信网、蓝牙网络等多种无线网络系统正逐步代替传统有线网络成为互联网接入的最后一跳。如何将这些异构无线网络融合在一起，提供覆盖广、带宽高、移动性高且费用低廉的互联网接入，将是下一代移动通信系统(如b3g、4g等)的发展方向。

    在异构无线网络融合的系统框架中，第三代移动通信网络3g与无线局域网络wlan(wireless local areanetwork)具有典型的互补特性，因此它们之间的无缝融合受到广泛关注。包括第三代移动通信伙伴计划组织3gpp(third generation partnership project)在内的多家研究机构都致力于3g／wlan无缝融合系统的研究。其中松散耦合系统模型被广泛接受并成为b3g和4g系统的推荐系统模型。本文以3g／wlan融合系统作为典型应用环境来论述，同时假设3g网络基于umts标准，无线局域网络基于ieee802．11标准。

    将异构无线网络无缝融合在一起，发挥出各自网络的优势，需要解决一系列难题。其中，如何提供端到端的服务质量保证qos(quality of service)是一个关键问题。特别地，当越来越多的实时业务和多媒体服务被应用，提供可靠的端到端多级qos保证就成为多网络融合系统的一个必要指标。

    本文提出了一种动态的、标准化的、基于多径接收端控制协议r2cp(radial reception-control protoco1)的端到端qos支持模型。该模型在逻辑上将所有可用的无线资源看作一个整体，根据各个流或会话对qos要求的不同，动态地分配不同流到不同的无线网络中。由于提供端到端qos保证涉及到网络结构中的多个层，因此，需要对各个层进行相应的改进和优化。该模型采用标准化的qos支持数据库来统一异构网络中各不相同的qos参数；采用基于流或会话的方法来优化无线信道的使用；采用一种新的且tcp友好的传输层协议r2cp来减少异构网络垂直切换的延迟。

    1 网络融合系统的架构参考模型

    3g／wlan融合系统的参考模型主要分为两大类：松散耦合模型和紧密耦合模型。其中松散耦合模型是目前研究的焦点。面向4g的3g／wlan融合系统架构参考模型如图1所示，该图给出了松散耦合与紧密耦合模型的对比。

    在紧密耦台模型中，无线局域网作为一个3g网络的空中接口而存在。如图1，无线局域网的网关直接与3g网络的pdsn模块相连。该网关在无线局域网报文中添加3g报头协议栈，将其转化为3g网络的报文并发送给pdsn。无线局域网阿关和pdsn隐藏了不同空中接口的细节。因此，紧密耦合模型的各种空中接口可以共享消息机制和计费机制，结构相对简单。然而，紧密耦合模型也存在难以克服的缺点。首先，现有的3g网络和无线局域网都需要做适当修改以适应紧密耦合的要求；其次，用户终端也需要修改并加入相应的3g协议栈；最后，紧密耦合模型要求3g和无线局域网属于同一服务提供商。

    与紧密耦合不同，在松散耦合参考模型中，无线局域网与3g网络不直接相连，彼此的数据连接完全独立。它们通过因特网间接连接到一起，利用移动ip(mobile ip)技术结合适当的漫游认证协议(aaa roamingagrement)来实现网络融合和无缝切换。因此，松散耦合模型具有很多优点：(1)它保证了异构网络的独立性，现有网络不需要修改即可融合到一起；(2)模型的扩展性好，未来的网络(例如ieees02．16)可以更容易地加入到网络融合环境中；(3)通过适当的漫游协议，用户只需在一个提供商处注册即可漫游整个无线网络。松散耦合模型具有更好的兼容性、扩展性和更广阔的应用前景。因此松散耦合模型已逐渐成为网络融合系统参考模型的主流。

    2 提供端到端qos支持的难点

    本节逐一讨论在异构无线网络无缝融合环境中提供端