面向5G多空口的异构网切换方法分析

夏宇星，黄 凌

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

异构网是由宏小区组成的网络，通过异构网多样化的组网方式能够解决移动性的复杂问题，但为保持与移动用户终端的持续通信，则需要通过异构网切换方法执行切换过程，进而保证通信的可持续性。基于异构网切换方法本身的复杂性，在切换过程中经常出现数据丢失、资源浪费等现象，导致切换性能无法满足异构网切换的高效性需求[1,2]。我国尽管已有学者针对异构网切换方法提出了一些分析，但取得了研究成果仍然无法将UE 的服务小区高效切换到目标小区，造成此结果的主要原因为传统方法在切换过程中切换速率低，无法快速获得更强的信号质量。5G多空口是在全球性5G标准下，设计全新的OFDM多空口，获得更强的信号质量。因此，有理由将5G多空口应用在异构网切换方法分析中，本文通过提出面向5G多空口的异构网切换方法分析，致力于提高异构网切换速率。

1 5G多空口

5G多空口指的就是通过多条电磁波作为信息传输过程中的规范，大大缩短了信息传输的延长时间。通过5G多空口传输数据可能会改变信息原本的含义，但不会影响接受者对于信息的判断[3]。利用5G多空口进行资源调配，能够显著缩短AGV和管理系统的通信时间，有效提高AGV的利用率和管理效率。此前，将5G多空口应用在网络切换之后，AGV停机现象大大减少，协同作战的能力也更强，可实现多台机器同步作业，工作效率相比原来具有明显提高，能够智能部署资源调配。基于此，本文面向5G多空口设计异构网切换方法，具体内容如下。

2 面向5G多空口的异构网切换方法

2.1 确定异构网传输路径输出端

在异构网切换中，由于异构网传输路径受计算机性能约束，必须确定异构网传输路径输出端，保证UE在切换访问地址的情况下不受位置的影响。本文采用面向5G多空口的3GPPE - UTRA 规范，以3.0～35 GHz之间为频谱，形成CP-OFDM较窄波束[4]。通过独立组网生成具有较强规律性的数据序列，作为异构网传输路径输出端，在保证LTE eNB与5G gNB保持连接状态下，直接部署到5G网络。

2.2 设计异构网路径切换单元

在确定异构网传输路径输出端的基础上，设计异构网路径切换单元。路径切换单元具体模式如图1所示。

图1 路径切换单元模式图

根据图1可知，面向5G多空口的路径切换单元采用Sasfgrb-Rrwie为指定接口地址，Sasfgrb-Rrwie的总体思路就是通过路径切换单元框架中的可靠和异常类，实现了端到端的数据交换，从而切换到新的传输路径，达到了端到端的传输路径交互。由于路径切换单元都访问同一个数据库，因此异构网的切换都统一管理。

2.3 实现异构网切换

运用上述设计的异构网路径切换单元已经执行了初始化处理，要实现异构网转换接口与上位机通信之间的切换还需要对5G多空口自身初始化、5G多空口协助异构网枚举USB接口、中断处理以及对异构网切换的各项状态监控。异构网切换初始化流程表，如表1所示。

表1 异构网切换初始化流程表

结合表1所示，在state1阶段，面向5G多空口协助异构网对切换接口枚举时需要向5G多空口提供产品。设备的代码，将代码烧写到符合总线接口的带电可擦可编程只读存储器中，并连接到异构网切换接口的对应引脚上[5]。在state2阶段，异构网切换接口枚举的过程中，切换命令在串行接口引擎的作用下，可以自动完成枚举。对5G多空口的初始化处理只需要对等待状态的寄存器设置相应参数，适应异构网切换的数据转换即可。在state3阶段，启动CQ1-QOUT 310，并分别通过无线链路设置寄存器的位置，当出现中断事情发生时，切换命令的INT引脚将被置低，并切换使能寄存机的相应位置。当切换发生时，带有切换标志的指令则将状态字映射到上位机软磁盘当中。因此，异构网切换发生后，面向5G多空口对切换接口的一次简单的读写操作便可使上位机获取到切换信息，并识别到异构网切换进行相应的处理。至此，完成面向5G多空口的异构网切换。

3 实例分析

3.1 实验准备

本次实例分析，采用硬件设施为型号为TYR3583589的上位机，实验环境包括虚拟主机资源数量为500个，物理主机地理距离为30，主机更新常量为0.1，网络权重系数为0.2。本次实例分析中设置的实验测试指标为异构网切换速率，切换速率越高证明切换方法的性能越好。

采用面向5G多空口的切换方法，通过USBPACK 2.0软件测试异构网切换速率，记录实验结果，设置为实验组，再采用传统方法执行切换操作，同样通过USBPACK 2.0软件测试异构网切换速率，记录实验结果，设置为对照组。

3.2 实验结果分析与结论

整理实验数据，得到图2所示结果图。

图2 实验结果图

通过图2可知，本文设计方法切换速率明显高于对照组，切换性能更强，具有现实应用价值。

4 结 论

通过面向5G多空口的异构网切换方法分析，能够取得一定的研究成果，解决传统异构网切换中存在的问题。由此可见，本文设计的方法是具有现实意义的，能够指导异构网切换方法优化。在后期的发展中，应加大5G多空口在异构网切换中的应用力度。截止目前，国内外针对面向5G多空口的异构网切换方法研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需要进一步对异构网切换方法的优化设计提出深入研究，为提高异构网切换的综合性能提供参考。