摘要：异构网络融合是未来网络技术发展的必然趋势。异构网络的融合面临着高延迟、高消耗、低速率等诸多方面的“瓶颈”。为克服这些“瓶颈”，满足异构网络融合的需求，多无线电协作技术应运而生。通过多无线电间的相互协作和对多无线电资源的有效管理及合理分配，能够有效地提高网络吞吐量，降低无线设备的能量消耗，减少异构网络间切换的延迟，从而为实现真正的异构网络无缝融合提供了可能。

关键词：异构网络；融合；多无线电；协作

Abstract:Theconvergenceofheterogeneous networks is the trend of future network development. However, many "bottlenecks" exist in the convergence such as high delay, high energy consumption, low communication rate, etc. To overcome these "bottlenecks" and to satisfy the requirements of heterogeneous networks convergence, Multi-Radio Cooperation (MRC) techniques have recently become an active realm. The MRC techniques can improve the network capacity, reduce the energy consumption of wireless devices and decrease the handoff delay by cooperation of multiple radios, management efficiency, and feasible allocation of multi-radio resources. The MRC techniques offer the feasibility of realization for seamless connectivity of heterogeneous networks.

Keywords:heterogeneousnetworks;convergence; multi-radio; cooperation

基金项目：江苏省自然科学基金重点项目(BK2007729)

随着无线网络技术高速发展，出现了许多新型的无线异构网络，如蜂窝移动通信网络、卫星网络、GPRS、WLAN、移动自组织网络(MANET)、Wi-Fi、无线传感器网络(WSN)等。身处这些新型异构网络的用户能否相互通信呢？特别是使用无线网络的用户能否连接上Internet呢？如果这些异构网络之间无法互联，那么在未来信息时代将产生许多大小不一的信息孤岛，这是我们所不愿看见的。因此如何实现这些种类繁多的不同网络的无缝连接，即异构网络的融合是未来网络发展的必然趋势。具体来讲，网络融合是采用通用的、开放的技术实现不同网络或网元的集成[1]，其中不同的网络或网元涉及到接入网融合、核心网融合、终端融合、业务融合和运维融合等。

异构网络的融合具有多方面的优势：融合可以扩大网络的覆盖范围，使得网络具有更强的可扩展性；融合可以充分利用现有的网络资源，降低运营成本，增强竞争力；融合可以向不同用户提供各种不同服务，更好地满足未来网络用户多样性的需求；融合可以提高网络的可靠性、抗攻击能力等。

但是，这些异构网络面向不同的应用场景、目标用户，因此它们从底层的接入方式到高层的资源管理与控制等技术都不尽相同。面对种类繁多、技术各异(尤其是接入技术)的异构网络的融合，传统的单无线电技术有很大局限性，多无线电协作技术在这方面将大有可为。

多无线电指的是无线网络中单一节点配备多个独立的无线电系统，每个无线电系统可以使用不同的接入技术及不同的信道；即一个无线网络节点可以同时与不同的接入系统建立连接，或者同一时刻与一个接入系统保持多个连接。随着硬件技术的发展及成本的降低，多无线电系统的实现成为可能[2]。

多无线电协作技术指的是通过多无线电系统间的协作以及对多无线电接口的管理和资源分配来达到异构网络间的协同工作，从而提高网络容量，降低能量消耗，增强移动管理，扩大连通范围，最终实现多种异构网络的互联互通。

1  异构网络的融合技术发展现状

近年来，人们已就异构网络融合问题相继提出了不同的解决方案：BRAIN提出了WLAN与通用移动通信系统(UMTS)融合的开放体系结构；DRiVE项目研究了蜂窝网和广播网的融合问题；WINEGLASS则从用户的角度研究了WLAN与UMTS的融合；MOBYDICK重点探讨了在IPv6网络体系下的移动网络和WLAN的融合问题；MONASIDRE首次定义了用于异构网络管理的模块。虽然这些项目提出了不同网络融合的思路和方法，但与多种异构网络的融合的目标仍相距甚远[3]。最近提出的环境感知网络[4]和无线网状网络[5]，为多种异构网络融合的实现提供了更为广阔的研究空间。

1.1环境感知网络

环境感知网络简称环境网络(AN)，是一种基于异构网络间的动态合成而提出的全新的网络观念。它不是以拼凑的方式对现有的体系进行扩充，而是通过制定即时的网间协议为用户提供访问任意网络(包括移动个人网络)的能力。

一个AN单元主要由AN控制空间(ACS)和AN连通性构成，如图1所示。ACS由一系列的控制功能实体组成，包括支持多无线电接入(MRA)，网络连通性、移动性、安全性和网络管理等的实体。不同AN的ACS通过环境网络接口(ANI)通信，并且通过环境服务接口(ASI)来面对各种应用和服务。在具体实现上，ACS由多无线电资源管理模块(MRRM)和通用链路层(GLL)构成，如图2所示。

AN最大的特点就是采用了MRA技术。图3给出MRA技术在异构网络融合中应用场景。

图3表明，MRA技术可使终端具有同时与一个接入系统保持多个独立连接的能力；通过MRA技术，可以实现终端在不同AN间的无缝连接；通过MRA技术，可以实现不同终端在不同AN间的多跳数据传输，以扩大AN的覆盖范围。

由此可见，在AN的核心组件ACS中，多无线电接入及其资源分配和管理尤显其重要性。因为它作为AN实现异构网络互联的第一步，是其他一切提供面向用户的异构网络服务的基础。而多无线电协作技术是MRA技术的延伸和扩展，其主要功能是实现多无线电间资源共享和不同AN间的动态协同。其他功能还包括有效的信息广播，发现和选择无线电接入，允许用户利用多无线电接口同时发送和接收数据以及支持多无线电多跳通信等。

                                                                                               [1] [2] [3]