移动性设计

移动通信的技术挑战

1. 随着通信节点的移动速度增加,无线电波的多普勒效应越来越明显,通信基带设计需要有专门的考虑;
2. 移动通信的难点之一是网络拓扑结构动态调整引入的一系列问题,主要包括信道动态评估、调度决策、连接切换这三方面:
a) 信道动态评估:在m个终端和n个基站组成的蜂窝移动网络中,终端只要测量和若干(<n)基站之间的信道质量,复杂度小于m*n。在m个移动节点组成的自组织网络中,要测量节点间两两连接的信道质量,复杂度为m*(m-1)。随着m的增加,后者远大于前者;
b) 调度决策:在m个终端和n个基站组成的蜂窝移动网络中,组网复杂度是C(m,n),在m个节点的全移动自组网中,组网复杂度是mm-1,随着m的增加,后者远大于前者;
c) 连接切换的核心指标是成功率和平滑度,蜂窝通信提供了非常有价值的借鉴。
3. 在节点规模相同的情况下,移动自组网的复杂度远高于蜂窝移动网络,因此针对应用场景的特点,合理降低复杂度,是实现移动自组网的关键。

凌跃(LeapLink®)针对移动性的技术设计

1. 凌跃(LeapLink®)通信基带的设计充分考虑了多普勒效应,在节点间相对运动速度达1200km/h时仍然可以可靠通信;
2. 凌跃(LeapLink®)通信基带和协议栈支持在当前通信的同时,持续扫描评估和其他节点之间的无线信道,从而发现和维持备用无线连接,便于在必要时从当前无线连接平滑切换到备用无线连接。

凌跃(LeapLink®)自组网覆盖的移动接入能力

由多个凌跃(LeapLink®)基站组成的自组网覆盖不仅可以服务区域内的摄像头和物联网终端,还能基于多连接平滑切换能力,为移动的车辆、工作人员、无人机等提供高质量的漫游服务。
不同于蜂窝网, 凌跃(LeapLink®)采用了低功耗设计和无线中继连接,不需要大量施工,可以实现无依托运行,运维成本也非常低,代价是服务能力远低于蜂窝网,一个基站同时只能为10个以内的移动终端提供宽带接入,在很多应用场景,这已经足以满足需求了。

凌跃(LeapLink®)全移动自组网方案

如果自组网的所有节点都能不受约束地自由移动,则难以保证无线资源的调度能始终适配业务需求,网络通信容量(有效数据率、节点数)会受到严重影响,节点较多时甚至难以有效组网。
基于对大量实际应用场景的深入研究,通过对节点移动进行合理的约束,凌跃(LeapLink®)全移动自组网方案在实现大通信容量的同时,提供了非常符合实际需求的节点移动性。
1. 自组网的基本构型是任意多级的层次化拓扑结构,包含一个当前“调度节点”,以及多个备用调度节点;
2. 调度节点之外的节点分为“骨干节点”和“移动节点”;
3. 骨干节点也可以移动,但是相对位置变化较慢,拓扑结构相对稳定,相互间多跳连接;每个骨干节点可以同时连接两个上级骨干节点,其中一个用于当前通信,另一个为备用,当前节点可以无缝切换两个上级节点;
4. 移动节点搜索附近信号最好的骨干节点,单跳接入;
5. 骨干节点和上级节点断开时,其下属的所有节点间仍然可以相互通信,再次发现上级节点时可以重新接入;
6. 调度节点可以是局域网的控制中心或者网关,如果是网关,多个自组网可以组成一个更大的网络,网关负责进行不同层网络间的IP和端口映射。

高可靠性设计 高安全性设计 大跨度的自适应数据率 低时延多跳中继 低功耗设计 移动性设计