- 1 -
WiMAX与 LTE联合组网的研究
潘斌
北京邮电大学通信网络综合技术研究所，北京(100876)
摘 要：随着通信技术和新业务的发展，各种无线网络技术都有了很大的进展。本文首先介
绍了WiMAX与 LTE技术的发展进程，以及两种技术的主要技术，并对WiMAX与 LTE进
行了比较。通过对WiMAX与 LTE技术的研究，对WiMAX和 LTE两种无线技术的融合提
出了潜在的优势及可能性，并且对 WiMAX与 LTE的网络结构分别进行了分析，在此基础
上针对 WiMAX 与 LTE联合组网提出了两种组网方式，在文章的最后，对联合组网方式中
的无线资源管理机制作了描述。
关键词：WiMAX；LTE；3G；联合组网；无线资源管理
中图分类号：TN92
1. 引言
随着通信技术和新业务的发展，宽带移动化和移动宽带化逐渐成为发展的趋势，并互为
补充、互相促进。在移动宽带化方面，3GPP/3GPP2 已经制定了 HSDPA、HSUPA、1xEV-DO
等技术标准，在移动环境下实现宽带数据传输。在宽带移动化方面，IEEE802 工作组先后制
定了 WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)和 WiMAX(World Interoperability for Microwave
Access)等技术规范，期望沿着固定、游牧、便携、移动这样的演进路线逐步实现宽带移动
化，其中 是宽带移动的重要里程碑，促进了宽带移动的演进和发展。
标准是 2001 年由 IEEE(国际电气与电子工程师协会)标准组织批准通过的新的无
线城域网空中接口规范，该规范适用于 2-66GHz。基于该标准的无线通信网可满足宽带无线
接入的市场需求，成本相对较低，使得通信公司和服务提供商可以为缺少宽带服务的企业与
住宅提供便利、优良的移动多媒体宽带服务和高速的无线数据传输。
为了应对宽带接入技术的挑战，同时为了满足新型业务需求，国际标准化组织 3GPP 在
2004 年底启动了其长期演进(LTE)技术的标准化工作。希望达到以下几个主要目标：
1) 保持 3GPP 在移动通信领域的技术及标准优势。
2) 填补第 3 代移动通信系统和第 4 代移动通信系统之间存在的巨大技术差距。
3) 希望使用已分配给第 3 代移动通信系统的频谱，保持无线频谱资源的优势。
4) 解决第 3 代移动通信系统存在的专利过分集中问题。
由于用户对信息通信和带宽的需求不平衡且呈多样化的特点，使得各种无线网络技术都
有其生存和发展的空间，WiMAX 和 LTE 两种无线技术的融合具有潜在的优势及可能性：
从运营的角度看，WiMAX 的目标是要提供一种城域网区域点对多点的宽带无线接入手
段，3G 及 LTE 是定位于无线广域网范畴。WiMAX 可以作为 3G 及 LTE 网络的补充，在高
速无线宽带接入领域发挥作用。
从技术的角度看，两者物理层都采用了相似的先进技术，如 OFDM、MIMO、自适应链
路层技术以及分等级的多种 QoS 保证机制。两者都设计为基于全 IP 核心网的蜂窝式网络结
构，在无线接入网络(RAN)的结构方面都弱化基站控制器设备实体，采用公共无线资源管理
控制基站等概念，这些都为网络的互联及融合机制的研究及设计提供了良好的条件，如负载
均衡、动态频谱分配、系统间无损切换等。
- 2 -
2. 无线城域网 WiMAX
在 2001 年的 4 月，业界主要的无线宽带提供商和芯片制造厂商共同发起成立了
WiMAX，一个非营利的工业贸易联盟组织［1］。WiMAX 论坛的发展壮大，强烈地刺激了市
场的发展。该组织致力于研究一种面向城域网的宽带无线接入技术，该技术支持点对多点，
能达到数百兆比特每秒的传送速率，可以覆盖数十公里的范围。
WiMAX 网络支持固定、漫游或移动的无线宽带接入，性能强、效率高、成本低，通过
灵活的配置可以满足各种应用场景的要求。WiMAX 可以进行大规模组网覆盖。WiMAX 还
具有以下优点：
1) 采用了多种技术应对建筑物阻挡的情况，适用于各种传播环境(包括视距、近视距
和非视距)，即使在链路状况最差的情况下，也能提供可靠的服务。
2) 支持灵活的射频信道带宽和信道复用(频率复用)，当网络扩展时，可以用于增加小
区容量。
3) 支持自动发送功率控制和信道质量测试，可以作为物理层的附加工具，支持小区规
划、部署以及频谱的有效使用。
4) 在链路层加入了 ARQ 机制，减少到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务
吞吐量。提供实现自适应天线阵(AAS)、多输入多输出(MIMO)和空时编码(STC)增
强型天线技术的途径，以应对非视距造成的深衰落，提高了无线数据传输性能。
WiMAX 系统基于全 IP 网络架构[2]，可以作为企业 T1 或家庭 xDSL 和 CableModem 的
无线扩充技术。因此，未来的 WiMAX 将能同时解决物理层环境和 QoS 两方面的问题，支
持现有的有线网络和无线网络的互联互通。
WiMAX 标准发展历史
标准组织己经发布了一系列的规范标准，到目前为止包括 ，
，，，， 和 七个
标准，其中研究最为深入的是 和 。 只提供固定终端
的通信服务， 则加入了对移动性的支持，增加了高速率无线局域网和高移动性
蜂窝通信系统之间的实现方案，正式发布为 -2005 版本[2]。
于 2004 年正式发布，相对比较成熟并且是最具实用性的一个标准版本，
对前几个标准进行了整合和修订，但仍属于固定宽带无线接入规范。 对空中接
口物理层和 MAC 层做了详细的规定，定义了支持多种业务类型的 MAC 层和相对应的多个
物理层。该标准保持了以前一系列标准中的模式和主要特性，提高系统性能和简化部署。
于 2005 年正式发布，工作在 2-6GHz 适于移动性的许可频段，是
的增强版本，可同时支持固定和移动宽带无线接入，支持用户站以中低车速移
动，支持基站或扇区间高层切换，支持省电模式，可提供核心公共网接入。
目前， 无线工作组和 WiMAX 论坛正致力于宽带无线接入架构体系的标准
化工作。-2004 标准于 2004 年 10 月正式公布，定义了支持多媒体业务的无线城
域网(MAN)空中接口协议，其媒体接入控制(MAC)层的结构设计为可支持和适合于一种特定
运行环境的多种物理层规范。
主要就空中接口协议的 MAC 层和物理层进行了定义，并且 MAC 层功能独
立于具体的物理层规范，其主要功能为对无线链路进行高效的管理，支持点对多点(PMP)和
- 3 -
网状网络拓扑结构，目前讨论最多的是 PMP 结构，网状结构由于多跳特性仍处在关键技术
研究阶段。另外，协议主要定义了四种物理层规范，分别为运行频率为 10-66GHz 的无线城
域网单载波(WMAN－SC)物理层和运行频率为 2～11GHz 的增强的无线城域网(WMAN－
SCa)、无线城域网一正交频分复用(wMAN—OFDM)、无线城域网一正交频分多址接入
(WMAN—OFDMA)物理层。各个物理层均支持时分双工(TDD)、频分双工(FDD)以及半频分
双工(Half-FDD)方式。除了 OFDMA 物理层采用 OFDMA 接入方式外，其余的三个物理层在
上行链路主要采用按需分配多路寻址(DAMA)与时分多址(TDMA)结合的多址方式，在下行
链路采用时分复用(TDM)方式。传输机会的具体含义在各个物理层规范中有所不同，例如在
单载波调制物理层中传输机会指时间段，而在 OFDM 和 OFDMA 中传输机会指子信道和时
间段。如果采用自适应天线系统(AAS)，传输机会还将包括空间的概念。
WiMAX 体系结构
系列标准专门定义了 WiMAX 的无线空中接口，其空中接口由物理层(PHY)
和媒体接入控制(MAC)层组成，如图 所示。
图 协议结构
媒体接入控制层
的 MAC 层功能独立于具体的物理层规范，由上到下依次分为 3 个子层[3]：
1) 特定业务会聚子层
特定业务会聚子层(SSCS)提供与更高层的接口，通过不同的会聚方式更好地适配各种上
层业务与协议。
2) MAC 公共子层
MAC 公共部分子层(CPS)负责执行 MAC 层核心功能，包括系统接人、带宽分配、连接
建立、连接维护等。
3) 私密子层
私密子层(PS)提供加密、鉴权、密钥交换等与安全有关的功能。
物理层
共定义了 4 种物理层规范[4]，分别为无线城域网－单载波（WMAN-SC）、
无线城域网－增强单载波(WMAN-SCa)、无线城域网－正交频分复用(WMAN-OFDM)和无
线城域网－正交频分多址(WMAN-OFDMA)，其中 WMAN－SC 模式工作在 10～66GHz 频
- 4 -
段，而其他模式工作在 2～11GHz 频段。各种模式的物理层均支持时分双工(TDD)、频分复
用(FDD)以及半频分复用(Half-FDD)三种方式。除了 WMAN－OFDMA 模式上下行链路采用
了 OFDMA 接入方式外，其余 3 种模式下行链路采用时分复用(TDM)广播方式，上行链路采
用 DAMA 与 TDMA 结合的多址方式。在 WMAN－OFDM 中上行链路也可采用 OFDMA 资
源分配方式。在各种物理层模式中分配资源单元的含义有所不同，例如在 WMAN－SC 和
WMAN－SCa 模式中，分配资源单元主要指时间段，而在 WMAN－OFDM 和 WMAN－
OFDMA 中分配资源单元还包含子信道。如果采用了自适应天线系统(AAS)，资源单元还包
含空间资源。
图 所示为采用 WMAN－OFDM 模式的 TDD 系统帧结构示意图。帧分为上、下行
子帧。下行子帧由导频、帧控制头部(FCH)和一些数据突发组成。FCH 规定了紧跟其后的一
个或多个突发的属性和长度。下行链路映射(DL_MAP)、UL_MAP、下行链路信道描述(DCD)、
上行链路信道描述(UCD)以及其他描述帧内容的广播消息都在第一个突发的开头发送，剩余
的下行链路子帧由各个 SS 的数据突发构成。
DL_MAP 和 UL_MAP 规定了上下行子帧中的详细控制信息。
图 采用 WMAN-OFDM 模式的 TDD 系统帧结构示意图
3. 长期演进(LTE)技术
3GPPLTE 的演进目标
3GPPLTE 是一个高数据率、低时延和基于全分组的移动通信系统，具体目标主要包括[5]：
1) 频谱带宽配置
实现灵活的频谱带宽配置，支持 、、、5MHz、10MHz、15MHz
和 20MHz 的带宽设置，从技术上保证 3GPPLTE 系统可以使用第 3 代移动通信系统的频谱。
2) 小区边缘传输速率
提高小区边缘传输速率，改善用户在小区边缘的体验，增强 3GPPLTE 系统的覆盖性能，
主要通过频分多址和小区间干扰抑制技术实现。
- 5 -
3) 数据率和频谱利用率
在数据率和频谱利用率方面，实现下行峰值速率 100Mb/s，上行峰值速率 50Mb/s。频
谱利用率为 HSPA 的 2～4 倍，用户平均吞吐量为 HSPA 的 2～4 倍。为保证 3GPPLTE 系统
在频谱利用率方面的技术优势，主要通过多天线技术、自适应调制与编码和基于信道质量的
频率选择性调度实现。
4) 时延
提供低时延，使用户平面内部单向传输时延低于 5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态
的迁移时间低于 50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于 100ms，以增强对实时业务
的支持。
5) 多媒体广播和多播业务
进一步增强对多媒体广播和多播业务的支持，满足广播业务、多播业务和单播业务融合
的需求，主要通过物理层帧结构、层 2 的信道结构和高层的无线资源管理实现。
6) 全分组的包交换
取消电路交换，采用基于全分组的包交换，从而提高系统频谱利用率。对 IP 语音(VoIP)
业务的支持与低时延目标的实现导致调度和层 1、层 2 间信令设计的困难。
7) 共存
实现与第 3 代移动通信系统和其他通信系统的共存。
3GPPLTE 物理层的传输技术
1) 物理层上下行传输方案
下行的多址方式为正交频分多址(OFDMA)，上行为基于正交频分复用(OFDM)传输技术
的单载波频分多址(SC-FDMA)，SC-FDMA 为单载波传输技术，其特点为低峰均比，子载波
间隔为 15kHz。这两种技术都能较好地支持频率选择性调度。
2) 帧结构设计
上下行帧长都为 10ms，分成 20 个时隙，10 个子帧，最小物理资源块为 180kHz。下行
为了同时支持广播业务和单播业务，设计长循环前缀(CP)和短 CP 两种类型。短 CP 时每子
帧由 7 个 OFDM 符号组成，短 CP 的子帧主要支持单播业务。长 CP 时每子帧由 6 个 OFDM
符号组成，长 CP 的持续时间为 ，长 CP 的子帧结构支持多播业务，实现单频组网，
获得多小区传输合并增益。上行每个子帧由 8 个 OFDM 符号组成，其中 2 个短 OFDM 符号，
6 个长 OFDM 符号。短 OFDM 符号主要用于导频信号传输，长 OFDM 符号主要用于数据传
输。同时为了与时分双工(TDD)系统共存，又分别为低码速率时分双工(LCR-TDD)和高码速
率时分双工(HCR-TDD)设计了相应的帧结构[6]。
3) 小区间干扰控制技术
采用小区间干扰控制技术的目的为提高用户在小区边缘的信息传输速率。主要的多小区
干扰补偿技术有：干扰随机化技术、干扰抵消技术和多小区干扰协调技术。3GPPLTE 标准
化的前期研究重点为下行频分双工(FDD)系统中的多小区干扰协调技术，多小区干扰协调技
术对频谱资源和发射功率进行限制。中心用户可以使用全部资源块，但只能以低功率使用部
分资源块。边界用户以全功率使用部分资源块，从而提高用户在小区边缘的信干噪比，增加
小区覆盖率。
4) 多天线技术
目前下行单用户多天线倾向于无层间打乱，主要采取基于酉矩阵的预编码技术，终端的
- 6 -
反馈为酉矩阵的指数，其他一些技术还需要进一步研究。下行多用户多天线倾向于终端的反
馈基于酉矩阵，但基站的预编码矩阵不一定为酉矩阵。上行发射分集主要根据功放的要求进
行评估和选择。
5) 小区搜索技术
小区搜索的设计主要集中在同步信道的设计和小区序列的设计上。考虑到小区搜索的复
杂性，LTE 倾向采用主同步信道进行小区同步，辅同步信道进行小区标识(ID)的检测。在主
同步信道采用公共的导频序列，而在辅同步信道上各小区采用不同的导频序列。其中在小区
导频序列的设计中，序列必须兼顾性能和复杂度要求。
6) 随机接入技术
随机接入中主要分为非同步的随机接入和同步的随机接入。在非同步的随机接入中，为
了提高基站对用户接入的控制效率，倾向于在用户的签名序列中隐含用户的消息比特。在小
区覆盖大小的考虑上，对于大区的覆盖讨论集中在采用更长的码还是简单的短码重复。对于
同步的随机接入，目前的讨论还不是很多。从功能上而言，许多公司都提议要取消同步随机
接入的信道。因为用户的资源请求可以通过很多的传输方式递交给基站，所以没有必要单独
设计一个同步的随机接入信道供同步的用户发送资源请求。
3GPPLTE 网络结构
3G 的网络由基站(NB)、无线网络控制器(RNC)、服务通用分组无线业务支持节点(SGSN)
和网关通用分组无线业务支持节点(GGSN)4 个网络节点组成。RNC 的主要功能为无线资源
管理，网络相关功能、无线资源控制(RRC)的维护和运行，网管系统的接口等。RNC 的主要
缺点为与空中接口相关的许多功能都在 RNC 中，导致资源分配和业务不能适配信道，协议
结构过于复杂，不利于系统优化。
在 2006 年 3 月的全会上，决定 3GPPLTE网络由E-UTRAN 基站(eNB)和接入网关(AGW)
组成，网络结构扁平化。eNB 的主要功能为：在附着状态选择 AGW。寻呼信息和广播信息
的发送。无线资源的动态分配，包括多小区无线资源管理。设置和提供 eNB 的测量。无线
承载的控制。无线接纳控制。在激活状态的连接移动性控制。
4. WiMAX 与 LTE 网络互联架构
一般来说，在研究 WiMAX 和 B3G/4G 互联结构时，需要考虑如下问题：
1) 提供网络间相互协作的同时，要折中考虑网络之间的公平性。
2) 建立一种能提供费用低廉、频谱效率高的架构方案，为移动用户提供种类多样的服
务。
3) 合理定义结构实体，使WiMAX和B3G/4G之间以一种性能耗费比更优的方式通信。
4) 定义总的容量、指标和每个网间架构实体的功能。
5) 互联架构应当是灵活的，能够在不引入太多新节点和接口的条件下支持其他新型网
络的协作。
目前，3GPP 在 LTE 项目的研究中也提出了网络的演进架构和接入网的一些新的演化方
向[6]。在 R4、R5 版本中引入基于 IP 的骨干网后，3GPPTSGRAN 工作组又针对 UTRAN 架
构演进，主要对如何提高无线性能和传输层的协议机制进行了研究，并且此工作将在 R7 中
继续。多数研究文献中，都体现了控制层面和用户层面分离、UTRAN 节点功能重定义、小
区/多小区/用户相关功能的功能实体分离等。此外，将原先 RNC 中的部分功能转移到 NodeB
- 7 -
中形成增强 NodeB(iNodeB)，这些功能包括：小区无线资源管理、软切换管理、无线和用户
数据处理等。
WiMAX 与 LTE 互联基础
由于用户对信息通信和带宽的需求不平衡且呈多样化的特点，使得各种无线网络技术都
有其生存和发展的空间，WiMAX 和 LTE 两种无线技术的融合具有潜在的优势及可能性[7][8]：
1) 从运营的角度看，WiMAX 的目标是要提供一种城域网区域点对多点的宽带无线接
入手段，3G 及 LTE 是定位于无线广域网范畴。WiMAX 可以作为 3G 及 LTE 网络
的补充，在高速无线宽带接入领域发挥作用。
2) 从技术的角度看。两者物理层都采用了相似的先进技术，如 OFDM、MIMO、自适
应链路层技术以及分等级的多种 QoS 保证机制。两者都设计为基于全 IP 核心网的
蜂窝式网络结构，在无线接入网络（RAN）的结构方面都弱化基站控制器设备实
体，采用公共无线资源管理控制基站等概念，这些都为网络的互联及融合机制的研
究及设计提供了良好的条件，如负载均衡、动态频谱分配、系统间无损切换等。
异构无线网络融合要获得多无线接入网络增益[9]，必须要求不同的接入技术在设计及应
用中能紧密地协作，具体技术包括：协作网络架构的设计；支持快速无缝漫游的 MAC 及网
络协议层设计；协同无线资源管理算法研究；网络自适应及组织理论；动态可重配置终端的
设计。
WiMAX 与 LTE 互联网络架构
本文基于对 WiMAX 及 LTE 不同组网技术研究，提出了两种 WiMAX 和 LTE 系统互联
的网络架构，分别针对不同联合方式，分为紧联合方式和松联合方式两种。
紧联合组网方式
紧联合方式的联合组网如图 所示。在此方式下，WiMAX 的接入网和 LTE 的接入
网几乎采取同样的方式接入 LTE 核心网。对于 LTE 核心网来说，WiMAX 接入网和 LTE 接
入网的地位是相同的。WiMAX 的业务数据直接注入 LTE 核心网。这种联合组网方式对网络
造成如下影响：一是对 LTE 核心网造成了强有力的冲击，因为 LTE 核心网中的网关网络组
件必须重新设计，以支撑增长的业务负载和业务属性相差甚远的服务。二是要求混合网络中
的移动终端既可以运行 协议栈，又可以运行 LTE 协议栈，并且可以在
和 LTE 两种协议的物理层之间任意转换。三是这种方式还很有可能对 LTE 网络安全带来隐
患。
在这种场景中，两个网络的基站在物理上进行合并为一个通用的基站节点，支持
WiMAX 与 LTE 两种空中接口的用户接入。在通用基站节点中，完成网络的链路层协作功能。
显然，这种组网方式虽然统一了网络中数据接入和用户的管理，但对核心网和终端的设计都
提出了挑战。
- 8 -
图 紧联合方式组网架构
松联合组网方式
松联合方式的联合组网如图 所示。与紧联合方式相比，此时 WiMAX 网络的数据
不通过 LTE 核心网而直接接入公共 IP 网络。这样对 LTE 核心网组件造成的冲击就比较小了。
除此以外，为了使 WiMAX 接入网中的用户也可以使用 LTE 核心网络分组交换域提供的服
务，需要在LTE核心网和WiMAX接入网之间建立一个数据隧道，通过此隧道可以为WiMAX
接入网传输来自 LTE 核心网的私有 IP 网络的数据。因此在该方式下，WiMAX 网络可以使
用 LTE 网络的用户管理系统，也可以使用自己的用户系统。依据 IEEE 协议中定义的不同媒
介间的切换机制，这种混合组网方式也可以支持终端在 WiMAX 和 LTE 接入网间的移动。
WiMAX 与 LTE 网络分别进行覆盖，其中 WiMAX 针对热点地区，而 LTE 针对全网无
缝服务。以上行为例，数据传送分别经过终端、基站、承载网关，承载网关通过引入将来自
不同网络的数据进行处理并以统一的结构提供给骨干网。无线控制服务及协同无线控制服务
节点被引入控制层面，前者来完成相应网络的独立无线资源管理，而后者在协同前者的基础
上完成网络间的协同资源管理。
图 松联合方式组网架构
- 9 -
5. 互联网络中的无线资源管理
协同无线资源管理(CRRM)
CRRM 主要完成网络间无线资源的协调管理。它的功能目标是扩展容量和业务覆盖范
围，最优化无线资源的利用率和最大化系统容量，能够支持智能的联合会话、接入控制以及
不同无线接入技术间的切换和同步，从而完成异构系统中的无线资源分配。
协同无线资源管理有两种实现方式：集中式或分布式[10]。
1) 集中式的协同无线资源管理能对资源进行统一的管理，这种模式很容易达到全局
资源最优使用和最大化系统收益的目标，但这种方式的灵活性较差。
2) 基于分布式控制的协同无线资源管理可以很好地解决覆盖范围可扩展等问题，使
得布网非常便捷简单，但缺点是很难达到资源的最优使用。为进行有效的资源管
理，需考虑的参数有：网络拓扑、网络容量、链路条件、业务 QoS、用户要求、
运营策略等。
CRRM 的主要作用集中在系统层、会话层以及数据流层。在系统层，协同无线资源管
理主要表现在多个无线接入资源之间进行控制(如频谱、负载和拥塞等)。在会话层，协同无
线资源管理模块用于在相关的数据流之间进行匹配，它的功能是由一些通信事件(如会话到
达或用户移动等)触发的[11]。在数据流层，协同无线资源管理的功能主要是为了建立或维持
无线接入，需要注意的是协同无线资源管理可能会造成持续并行的多跳路由。它的一些关键
技术实现，如无线接入的选择、负载均衡以及动态频谱分配，使得在多个可用无线网络之间
能够以一种协调的方式自适应分配资源。
接入选择
在 WiMAX 和 LTE 互联协同网络中，用户的接入将有更多的选择，享受更优的服务，
但是对于一个多模终端用户来说，在处于两个网络同时可以接入的条件下[8][10]，在综合考虑
各种因素的条件下(如用户业务要求、网络资源的有效利用等)，如何自动选择一个更适合的
网络服务，是协同无线资源管理中一项重要的研究内容。
在网络选择方案的发展过程中主要提出以下几种网络选择方法。在同构网络切换中，一
般只考虑无线信号强度的阈值和滞后值，并且基于模糊逻辑算法进行选择。然而，随着多种
网络环境以及通用的接入，传统方法已经不足以做出切换和选择，因为它没有充分考虑当前
的背景环境和用户的参数选择。于是，更多的决定因素加入考虑，也就产生并发展了一种二
维的 costfunction 的选择方法。其中一维条件反映了用户所要求的业务类型，而在另一维中，
则代表着对应具体参数的网络开销。
而集中式异构协作网络构架下，网络选择算法应以最大化异构系统资源利用率为目标，
同时考虑所有用户的接入方式。其中存在多种因素影响异构系统的资源利用率，算法需要考
虑这些因素的以下特点：种类多(包括信号强度、覆盖范围、网络
负载、业务带宽等)。异构网络中无线资源具有差异性，不同无线接入网络中影响资源
分配的因素不易统一量化表示，难以进行比较。因此需要用数学方法及模型进行定量分析，
基于多种因素进行分配决策的过程可以看作是针对难以定量分析、较为模糊的问题作出决策
的处理过程。
- 10 -
负载均衡
在协同无线资源管理中，负载均衡是其中一项重要的内容。所谓负载均衡是指两个网络
或者两个系统中负载较重的一方将部分负载转移到另一方中去，达到一种负载均匀分布的状
态。负载均衡可以提高整体网络无线资源的利用率、扩大系统容量、为用户提供多样化的服
务及更好的服务质量。在研究 WiMAX 与 LTE 两个系统相互融合时必然要考虑到系统间的
负载均衡。
负载均衡有两种方法：信道借用和负载转移。
1) 信道借用主要用于有着固定信道分配的蜂窝系统中，重载小区只能向轻载小区借用
信道，而轻载小区只能向重载小区借出信道。
2) 基于负载转移的负载均衡是超载的小区迫使一部分终端切换到邻近小区中，以实现
整个系统内负载的均匀分布。负载均衡机制可以分为集中式和分散式。在集中式的
负载均衡系统内，全部网络或系统的负载信息被集中于一个中央节点。其余节点负
责将负载信息传递到中央节点，所有的负载均衡方案都是由中央节点根据收集的信
息制定的。集中式负载均衡方案的主要缺点是相对较小的可靠性，中央节点的瘫痪
将导致负载均衡策略无法执行。在分散式负载均衡方案中，每一个节点都有能力执
行负载均衡的算法，但是，由于节点间需要交换大量的负载信息，这便要花费更多
的开销。
动态频谱分配
无线通信发展中面临的最大一个瓶颈就是频谱资源的缺乏。实际上，几乎所有的无线通
信网络都面临负载的时间变化和区域性变化特性，也就是说，由于业务模式不同，带宽需求
的峰值出现在不同时刻或地区，如果采用固定的频谱分配方法，为满足峰值时间或地区通信
质量的需求，传统的方法就是预留相应满足峰值流量的频谱，而这部分分配出去的频谱在大
多数业务需求少的时间段或地区将处于空闲，造成闲时频谱的严重浪费。
但是，在存在网络相互协作的基础上，动态频谱分配方案(DSA)应用将解决这个问题。
对于两个相互协作的网络，可随时随地将业务较少网络的剩余频谱分配到业务稠密的网络
中，可以有效地减少固定分配带来的闲时频谱浪费，更好地利用有限的频谱资源。一般来说，
动态频谱分配可以分为基于时间和基于空间的动态分配方案，采用动态频谱分配后，将会产
生较大的频谱增益。另外，WiMAX 与 LTE 属于 OFDM 多载波系统，基于子载波的网络间
动态分配值得进一步深入研究。
6. 结论
对于正在蓬勃发展的中国信息产业而言，LTE 和 WiMAX 技术的出现与发展是机遇也是
挑战，如何充分发挥 WiMAX 与 LTE 技术的特点，结合中国无线网络的现状，更好地发挥
其自身的优势，为用户提供更加便捷和优质的服务，创造新的业务增长点，是目前需要迫切
研究解决的问题。
- 11 -
参考文献
[1] 高泽华,赵国安,宁帆,等.《宽带无线城域网--WiMAX 技术与应用》[M]. 北京:人民邮电出版社，.
[2] 彭木根,王文博.《下一代宽带无线通信系统(OFDM & WiMAX)》[M].北京:机械工业出版社，2007.
[3] 王景蕊,罗宏.《WiMAX 无线网络组网方案》［J］.电信科学:.
[4] 崔岩.《WiMAX 无线技术与组网方案》［J］.通信管理与技术:.
[5] 孙天伟.《3GPP LTE/SAE 网络体系结构和标准化进展》［J］.广东通信技术:.
[6] XU Jing,HU Honglin,ZHOU of 3GPP LTE Standardization ［ J ］ .ZTE
COMMUNICATIONS:.
[7] 詹义.《HSDPA、WiMAX 和 LTE 关键技术比较与分析》［J］.电信工程技术与标准化:.
[8] 魏志刚.《WiMAX 和 3GPP-LTE 的比较》［J］.世界电信:.
[9] 张冬英,田红心.《WiMAX 与 3G 及其 LTE 技术研究》［J］.无线通信技术:.
[10] 原铃.《3G 与 WiMAX 联合组网研究》［J］.计算机工程与应用:2007 43(3).
[11] 彭木根,孙卓,王文博.《WiMAX 与 3G LTE 网络互联与融合技术研究》［J］.电信科学:.
Research on Network Construction of WiMAX and LTE
Pan Bin
Beijing University of Posts and Telecommunications（100876）
Abstract
With the development of communication technology and new business, a variety of wireless network
technology has made great progress. This article first introduced the development process of LTE and
WiMAX technologies, as well as compared the main technologies of WiMAX and LTE. Based on the
research of LTE and WiMAX technology, with the structure of the network were analyzed, proposed
integration of the potential advantages and the possibility of Inter-Network of WiMAX and LTE. At the
end of this article the radio resource management mechanism of the Inter-Network is described.
Keywords: WiMAX; LTE; 3G; Interworking; RRM
