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移动数据流量卸载技术的比较研究
【摘要】首先描述了几种主要的移动数据流量卸载技术,包括Wi-Fi、Femtocell以及机会通信网络等,随后分别介绍了相应的网络架构,并分析了各种技术的优缺点,最后展望了今后移动数据卸载技术的重点研究方向。
【关键词】移动数据卸载 Wi-Fi Femtocell 机会通信 IP流移动性
1 引言
著名市场研究公司IDC估计,2014年全球智能手机出货量达到了13亿部,%,与此同时,,%。智能移动设备保持不间断的因特网接入,并且具有各种多媒体信息的获取和回放能力。随着智能手机市场的迅猛发展,移动数据通信的数据量也随之出现了爆发式增长。互联网和经济学领域的研究人员表示,2014年平均每个用户每月消耗7GB数据流量,。巨大的移动数据量给蜂窝网络带来了很大的负载压力,同时,网络的拥塞也恶化了接入用户的服务体验。
根据传统的运营策略,解决这个问题的途径主要分为两种[1]:第一种办法是基础设施的升级,最常见的方法不外乎通过部署更多的基站等方式扩大网络的总带宽。但这种方式的资金投入巨大,建设周期很长,而且实际获得的效果是否理想还有待商榷。在一个平价的市场体系之下,单纯升级基础设施并不是一个好的策略。第二种方法是采用基于用量的定价方式来限制数据流量使用。虽然这种方式可以在一定程度上解决问题,但是有可能引起某些用户群的反感,特别是智能手机用户,而这部分用户正是运营商未来的利润增长点。移动数据流量卸载(Mobile data offloading[2])是近年来出现的一种创新技术,即使用互补的网络技术承载原来加载在移动蜂窝网络上的数据流量,以缓解网络拥塞,并创造额外的收入来源。移动数据卸载的目标是保持用户的服务质量,同时降低移动网络上对带宽有大量需求的服务的成本和影响。目前,常见的互补网络技术包括Wi-Fi、Femtocell(微蜂窝)以及机会通信网络(利用终端之间的接触机会进行通信的网络)等。由于这些网络已经存在或者部署成本较低,相比较增设宏网基站、升级网络技术,移动数据卸载在人力、物力和时间成本方面都具有巨大的优势,目前已成为学术界和工业界共同关注的热点问题。
本文综述了几种主要的移动数据流量卸载技术,分别介绍了相应的网络架构,分析了各种技术的优缺点,最后总结全文并展望了未来移动数据卸载技术的重点研究方向。
2 基于Wi-Fi的流量卸载
根据流量卸载的位置,移动数据流量卸载可以在核心网络与接入网络中分别实施。相对而言,移动核心网的设备数量较少,且资源较为充裕,因而实现数据流量卸载的迫切性较小。另一方面,接入网涉及大量的以语音服务为主的基站设备,这些设备容量不足,部署困难,难以满足当前爆发式增长的数据服务流量需求。
Wi-Fi是基于IEEE ,具有接入速率快但是覆盖范围小的特点,主要运用于室内环境的宽带接入。现在的智能手机基本上都具备Wi-Fi网络接口,Wi-Fi热点在企业、家庭和众多公共场所的部署也较为普及,而且Wi-Fi的单位数据通信费用与3G、4G流量资费相比便宜很多,基于Wi-Fi的移动数据流量卸载具备了很好的现实条件。文献[3]考察了由一个全国范围