異構系統(tǒng)融合控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種異構系統(tǒng)融合控制方法及裝置，通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將第一數(shù)據(jù)流和第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過LLC向WLAN的MAC層傳輸?shù)谌龜?shù)據(jù)流，通過PDCP和RLC向蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸?shù)谒臄?shù)據(jù)流。
【專利說明】異構系統(tǒng)融合控制方法及裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種異構系統(tǒng)融合控制方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信的發(fā)展，全球的蜂窩網(wǎng)得到了迅猛發(fā)展，3G網(wǎng)絡已經(jīng)部署成型，4G也在迅速推廣。蜂窩網(wǎng)大規(guī)模推廣與建設，蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)(如WLAN)長期存在并將繼續(xù)發(fā)展，蜂 窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)融合是通信的發(fā)展方向。
[0003]因此，如何實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)融合，是當前需要解決的技術問題。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明實施例提供一種異構系統(tǒng)融合控制方法及裝置，能夠實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)融合。
[0005]本發(fā)明實施例采用如下技術方案:
[0006]一種異構系統(tǒng)融合控制裝置，包括:
[0007]上行數(shù)據(jù)復用模塊，用于通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議HXP和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將所述第一數(shù)據(jù)流和所述第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將所述融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。
[0008]可選的，還包括:
[0009]下行數(shù)據(jù)解復用模塊，用于將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為所述WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和所述蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過所述LLC向所述WLAN的MAC層傳輸所述第三數(shù)據(jù)流，通過所述HXP和RLC向所述蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸所述第四數(shù)據(jù)流。
[0010]可選的，還包括:
[0011 ] 跨系統(tǒng)資源映射模塊，用于將所述WLAN的MAC層與所述蜂窩網(wǎng)的MAC層資源映射為虛擬化資源。
[0012]可選的，還包括:
[0013]聯(lián)合無線接入控制模塊，用于用戶設備在WLAN和蜂窩網(wǎng)雙重覆蓋，用戶設備請求建立新的無線承載時，將所述用戶設備接入WLAN和/或蜂窩網(wǎng)。
[0014]可選的，還包括:
[0015]聯(lián)合資源分配模塊，用于根據(jù)所述用戶設備需求，向所述用戶設備分配虛擬化資源。
[0016]可選的，還包括:用戶面，所述上行數(shù)據(jù)復用模塊及所述下行數(shù)據(jù)解復用模塊位于所述用戶面。
[0017]可選的，還包括:控制面，用于對WLAN及蜂窩網(wǎng)進行聯(lián)合資源調度與接入控制。
[0018]一種異構系統(tǒng)融合系統(tǒng)，包括上述的異構系統(tǒng)融合控制裝置，所述異構系統(tǒng)融合控制裝置位于所述異構系統(tǒng)融合系統(tǒng)的網(wǎng)絡層與MAC層之間。
[0019]—種異構系統(tǒng)融合控制方法,包括:
[0020]通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議rocp和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將所述第一數(shù)據(jù)流和所述第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將所述融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。
[0021]可選的，還包括:
[0022]將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為所述WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和所述蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過所述LLC向所述WLAN的MAC層傳輸所述第三數(shù)據(jù)流，通過所述HXP和RLC向所述蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸所述第四數(shù)據(jù)流。
[0023]基于上述技術方案，本發(fā)明實施例通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議HXP和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將第一數(shù)據(jù)流和第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層，從而實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)融合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種異構系統(tǒng)融合控制裝置的結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種異構系統(tǒng)融合控制裝置結構框架示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種蜂窩網(wǎng)與WLAN系統(tǒng)融合的RAT資源映射示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種LTE與WLAN系統(tǒng)融合的新型協(xié)議棧示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種蜂窩網(wǎng)與WLAN系統(tǒng)融合的上行鏈路流程圖；
[0030]圖6為本發(fā)明實施例提供的一種蜂窩網(wǎng)與WLAN系統(tǒng)融合的下行鏈路流程圖；
[0031]圖7為本發(fā)明實施例提供的一種WCDMA與WLAN系統(tǒng)融合的新型協(xié)議棧示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明實施例提供的一種LTE、WLAN與WCDMA系統(tǒng)融合的協(xié)議棧示意圖。
【具體實施方式】
[0033]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034]實施例1
[0035]如圖1所示，本實施例提供一種異構系統(tǒng)融合控制裝置，包括:
[0036]上行數(shù)據(jù)復用模塊11，用于通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議HXP和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將所述第一數(shù)據(jù)流和所述第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。
[0037]可選的，如圖1所示，還包括:
[0038]下行數(shù)據(jù)解復用模塊12，用于將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為所述WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和所述蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過所述LLC向所述WLAN的MAC層傳輸所述第三數(shù)據(jù)流，通過所述HXP和RLC向所述蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸所述第四數(shù)據(jù)流。
[0039]可選的，如圖1所示，還包括:
[0040]跨系統(tǒng)資源映射模塊13，用于將所述WLAN的MAC層與所述蜂窩網(wǎng)的MAC層資源映射為虛擬化資源。
[0041]可選的，如圖1所示，還包括:
[0042]聯(lián)合無線接入控制模塊14，用于用戶設備在WLAN和蜂窩網(wǎng)雙重覆蓋，用戶設備請求建立新的無線承載時，將所述用戶設備接入WLAN和/或蜂窩網(wǎng)。
[0043]可選的，如圖1所示，還包括:
[0044]聯(lián)合資源分配模塊15，用于根據(jù)所述用戶設備需求，向所述用戶設備分配虛擬化資源。
[0045]可選的，還包括:用戶面，所述上行數(shù)據(jù)復用模塊及所述下行數(shù)據(jù)解復用模塊位于所述用戶面。
[0046]可選的，還包括:控制面，用于對WLAN及蜂窩網(wǎng)進行聯(lián)合資源調度與接入控制。
[0047]本實施例還提供一種異構系統(tǒng)融合系統(tǒng)，包括上述的異構系統(tǒng)融合控制裝置，所述異構系統(tǒng)融合控制裝置位于所述異構系統(tǒng)融合系統(tǒng)的網(wǎng)絡層與MAC層之間。
[0048]本實施例通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議rocp和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將第一數(shù)據(jù)流和第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層，從而實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)融合。
[0049]實施例2
[0050]本實施例提供一種異構系統(tǒng)融合控制方法，包括:
[0051]通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議rocp和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將所述第一數(shù)據(jù)流和所述第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。
[0052]可選的，還包括:
[0053]將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為所述WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和所述蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過所述LLC向所述WLAN的MAC層傳輸所述第三數(shù)據(jù)流，通過所述HXP和RLC向所述蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸所述第四數(shù)據(jù)流。
[0054]本實施例的方法，通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議rocp和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將第一數(shù)據(jù)流和第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層，從而實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)融合。
[0055]實施例3[0056]本發(fā)明實施例米用一種蜂窩系統(tǒng)和WLAN的融合方案。該方案通過一種新型的協(xié)議棧構架使基站不僅具有蜂窩網(wǎng)和WLAN的無線接入網(wǎng)絡(RAN)的功能，而且還可以進行聯(lián)合資源分配。與傳統(tǒng)的通信協(xié)議構架相比，該方案提出的新型協(xié)議棧，在網(wǎng)絡層和MAC層之間添加了異構系統(tǒng)融合控制裝置，對這兩個RAT進行聯(lián)合管理。本發(fā)明實施例提出的蜂窩系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)融合方案可以在未來的移動通信和融合網(wǎng)絡中提供給用戶聯(lián)合資源優(yōu)化和定制式服務。
[0057]由于蜂窩網(wǎng)與WLAN系統(tǒng)是工作在不同的協(xié)議棧上的，本發(fā)明實施例應用一個融合的協(xié)議棧。融合基站(CBS, Converged BS)工作在該新型的協(xié)議棧下能對這兩個RAT進行聯(lián)合管理和工作。
[0058]本協(xié)議棧融合是在網(wǎng)絡層之下，MAC層之上添加異構系統(tǒng)融合控制裝置，如圖2所
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[0059]異構系統(tǒng)融合控制裝置功能為:實現(xiàn)不同RAT之間的上行數(shù)據(jù)復用、下行數(shù)據(jù)解復用，以及不同RAN系統(tǒng)間資源的聯(lián)合調度與控制的功能，支持更多RAT融合擴展。在這一層，來自WLAN的MAC層的數(shù)據(jù)流經(jīng)過邏輯鏈路控制子層(LLC)和來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的數(shù)據(jù)流經(jīng)過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(TOCP)和無線鏈路控制子層(RLC)，這兩條鏈路在RAT復用控制模塊最終融合為一條鏈路，將融合的數(shù)據(jù)流統(tǒng)一送至網(wǎng)絡層。同樣，來自網(wǎng)絡層的IP包通過RAT解復用，分為兩條鏈路，分別通過LLC、PDCP/RLC模塊送至WLAN的MAC層、蜂窩網(wǎng)的MAC層。
[0060]這樣，本發(fā)明實施例提出的融合協(xié)議基站既具有較細的資源調度粒度和更短的切換時延，同時工作的復雜度較低。它由于處在網(wǎng)絡層和MAC層之間，不改變底層的協(xié)議，這樣既保持了各個RAN的獨立性，對現(xiàn)有系統(tǒng)具有較好的兼容性，可以兼容現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)/WLAN多模手機終端，同時，也支持新的RAT擴展。而其中RLC，LLC等子層的功能相對簡單，都是分段重組，ARQ等基本功能，合并復雜度不高，而且RLC子層是異構系統(tǒng)融合控制裝置的直接接口。因此異構系統(tǒng)融合控制裝置包含了這些子層，這樣能使異構系統(tǒng)融合控制裝置能同時處理兩個不同級別的數(shù)據(jù)包一 IP層的數(shù)據(jù)包和RLC子層的數(shù)據(jù)包，這樣調度與處理更加靈活。
[0061]本發(fā)明實施例在第三層異構系統(tǒng)融合控制裝置上實現(xiàn)兩個不同系統(tǒng)的RAT的融合。下面具體介紹異構系統(tǒng)融合控制裝置。
[0062]異構系統(tǒng)融合控制裝置功能，主要從用戶面和控制面分別闡述，如圖2所示。
[0063]用戶面設計，異構系統(tǒng)融合控制裝置的用戶面主要負責在跨系統(tǒng)的條件下，將核心網(wǎng)發(fā)來的IP包有序映射到相應的RAT子層上，發(fā)送給用戶。把用戶通過不同RAT上行的數(shù)據(jù)合并為統(tǒng)一 IP流傳送到核心網(wǎng)。主要包括下面幾個功能模塊:RAT復用/解復用功能模塊、跨系統(tǒng)資源映射模塊、上下行緩存隊列管理模塊、下層承載模塊。
[0064]RAT復用/解復用功能模塊
[0065]當融合基站下的用戶設備建立多個RAT連接時，網(wǎng)絡側只需要給用戶分配一個IP地址。來自核心網(wǎng)絡的IP包，通過在異構系統(tǒng)融合控制裝置層區(qū)分IP包業(yè)務類型，從而將IP包分流到不同RAT上發(fā)送；來自于不同的RAT的數(shù)據(jù)流在異構系統(tǒng)融合控制裝置層復用為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流送至網(wǎng)絡層。
[0066]上行鏈路:用戶設備通過終端的應用層或傳輸層協(xié)議決定，發(fā)送到融合基站的數(shù)據(jù)流由哪個RAT來承載，并通過對應的蜂窩或者WLAN鏈路發(fā)送至融合基站端。異構系統(tǒng)融合控制裝置層把用戶自己的IP作為源IP地址，將來自兩個RAT子層的數(shù)據(jù)包打包，通過復用功能，將兩個數(shù)據(jù)流變?yōu)橐粋€IP流發(fā)送出去。
[0067]下行鏈路:異構系統(tǒng)融合控制裝置層根據(jù)用戶訂閱或運營商的策略配置RAT注冊表。RAT注冊表包括用戶IP地址、不同RAT，以及承載的業(yè)務類型等內容。比如，一個用戶與基站建立雙鏈接，基站可以給用戶一個IP (10.168.1.1)，兩種不同RAT承載不同業(yè)務，蜂窩網(wǎng)承載語音或實時業(yè)務，WLAN承載視頻或者下載等業(yè)務。注冊表內容也可以根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)進行改與。
[0068]特別指出，在異構系統(tǒng)融合控制裝置的解復用模塊中，通過IP包解析技術，采用已經(jīng)成熟的DPI (Deep Packet Inspection)技術,確定每個IP包的基本業(yè)務類型,根據(jù)業(yè)務/RAT映射表，把IP包分配到相應的RAT。
[0069]綜上，異構系統(tǒng)融合控制裝置的RAT復用技術，根據(jù)RAT注冊表中的業(yè)務類型將數(shù)據(jù)包分配給相應的RAT，兩種RAT對用戶是透明，可以進行針對用戶的服務定制，保證QoE需求。
[0070]跨系統(tǒng)資源映射
[0071]主要負責把底層的兩種不同的RAT資源，映射到一個邏輯上的“虛擬資源”，供融合基站進行資源調度。本發(fā)明提出一種映射方式，如圖3所示，將蜂窩網(wǎng)與WLAN兩種接入方式的資源映射為統(tǒng)一的虛擬資源抑1，￥1?2，￥1?3，￥1?4，￥1?5，分別代表五種類型的資源。VRl僅由蜂窩網(wǎng)資源構成 ，適合分配給蜂窩網(wǎng)單鏈路用戶。同樣，VR5僅含WLAN資源，適合分配給WLAN單鏈路用戶。其他的虛擬資源由不同比例的蜂窩網(wǎng)與WLAN資源構成，可以使用不同數(shù)據(jù)量、延時、QoS要求的業(yè)務，異構系統(tǒng)融合控制裝置可以自由分配。
[0072]這樣，異構系統(tǒng)融合控制裝置能夠實現(xiàn)邏輯上的單一資源調度，聯(lián)合分配兩種RAT的物理資源給用戶，用戶設備的業(yè)務由哪種RAT或者多種RAT承載，對用戶來說是透明的，實現(xiàn)了不同RAT資源的融合。
[0073]上下行緩存隊列管理
[0074]下行時，來自核心網(wǎng)絡的IP數(shù)據(jù)流到達異構系統(tǒng)融合控制裝置后，需要解復用處理，為了保證數(shù)據(jù)不丟失，并有序合理的進行處理，設置下行緩存，到達的IP包按照一定的順序等待處理，如圖1所示。不同的服務、不同等級的用戶設備的數(shù)據(jù)包排隊的優(yōu)先級有所不同，便于盡快處理對時延要求高的IP包。
[0075]上行時，來自不同RAT的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過異構系統(tǒng)融合控制裝置的復用模塊處理成統(tǒng)一的IP流發(fā)送。來自WLAN、蜂窩網(wǎng)的數(shù)據(jù)需要在緩存區(qū)內等待處理，如圖1所示。不同RAT之間處理順序可以設置相應的優(yōu)先級或者采用輪訓服務。
[0076]上下行緩沖隊列的狀態(tài)可以匯報給控制面資源調度和IP包復用/解復用功能等模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)排隊情況，調整資源調度策略，保證在異構系統(tǒng)融合控制裝置IP復用與解復用模塊不造成丟包，并實現(xiàn)資源分配的最優(yōu)化。
[0077]下層承載
[0078]這里，我們把蜂窩網(wǎng)的HXP/RLC和WLAN的LLC子層，放在異構系統(tǒng)融合控制裝置。除了負責原有的加密，壓縮，打包，分段，重組，ARQ等功能，還可以為底層提供接口。
[0079]控制面設計[0080]異構系統(tǒng)融合控制裝置的控制面主要負責對兩個RAT的聯(lián)合資源調度與接入控制等管理功能，解決異構融合下的跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)卸載和用戶切換等問題，為用戶提供高質量服務。主要包括下面幾個功能模塊:聯(lián)合無線接入控制、聯(lián)合資源分配、卸載數(shù)據(jù)和移動性管理、無線資源控制模塊(RRC)。
[0081]聯(lián)合無線接入控制
[0082]無線接入控制的功能是用于用戶在WLAN和蜂窩網(wǎng)雙重覆蓋的情況下，請求建立新的無線承載時，判斷允許接入或者拒絕接入，決定用戶設備接入WLAN/蜂窩網(wǎng)中的哪一種RAT，或者同時接入這兩種系統(tǒng)，保證用戶的QoS，如圖1所示。
[0083]無線接入控制的目標是既保證發(fā)起請求的用戶能夠高效最優(yōu)地利用多個RAT的無線資源，又要保證正在進行的會話的QoS需求。
[0084]無線接入控制策略可以選擇的簡單的WLAN優(yōu)先原則，也可以采用兩種RAT資源隨機預留部分資源的方法。為了實現(xiàn)最優(yōu)化的接入控制，我們提出一種參考方案:同時考慮用戶和網(wǎng)絡狀態(tài)的接入控制策略。
[0085]進行決策時考慮因素:1.用戶端:用戶的優(yōu)先級、新會話的QoS要求等；2網(wǎng)絡端:網(wǎng)絡負載、吞吐量、鏈路質量、各個RAT的資源使用情況、已存在會話的QoS要求等。異構系統(tǒng)融合控制裝置相關算法，如博弈理論，權衡用戶需求和網(wǎng)絡狀態(tài)，進行最優(yōu)決策。
[0086]異構系統(tǒng)融合控制裝置的決定通過信令通知蜂窩網(wǎng)/WLAN的無線承載，準入用戶接入某種RAT，或者建立相應的會話連接。
[0087]聯(lián)合資源分配
[0088]聯(lián)合資源分配的主要功能是針對異構系統(tǒng)融合控制裝置用戶面虛擬資源映射模塊，根據(jù)業(yè)務的QoS需求，用戶的訂閱服務、用戶優(yōu)先級和當前的信道質量、干擾情況等，對虛擬化資源(VR)分配給用戶，以保證QoE(Quality of Experience),如圖1所示。
[0089]當只有一個蜂窩網(wǎng)或者WLAN鏈路與用戶建立鏈接時，異構系統(tǒng)融合控制裝置則給用戶分配VRl或者VR5。當鏈接時蜂窩網(wǎng)與WLAN的雙鏈路時，異構系統(tǒng)融合控制裝置進行半靜態(tài)分配。在這種情況下，異構系統(tǒng)融合控制裝置決定是哪個VR分配給用戶，根據(jù)QoS，用戶訂閱和干擾條件等，將VR2，VR3或者VR4給配給用戶。在決定了分配哪個VR之后，再分配這個VR資源塊中各個資源所占比例，可以采用輪循或比例公平算法分配資源，如圖3所示。
[0090]卸載數(shù)據(jù)和移動性管理
[0091]當網(wǎng)絡端不同RAT負載發(fā)生變化時，異構系統(tǒng)融合控制裝置需要進行跨RAT的負載均衡，進行細節(jié)地、動態(tài)地資源分配。
[0092]當用戶在存在融合基站的異構網(wǎng)絡中移動時，需要在通過異構系統(tǒng)融合控制裝置對用戶進行小區(qū)和RAT的切換，保證會話的連續(xù)性。
[0093]無線資源控制模塊(RRC)
[0094]RRC除了移動性管理的功能之外，大多數(shù)的控制功能為蜂窩網(wǎng)特有，不能作為融合的控制功能。RRC功能包含:廣播、尋呼、RRC連接管理、無線承載控制、用戶測量上報控制、QoS管理、傳輸NAS信令等。如圖2所示。
[0095]本發(fā)明實施例的技術方案與現(xiàn)有技術相比有益效果為:
[0096]1、原有的協(xié)作只是核心網(wǎng)絡中網(wǎng)元級別的融合，異構協(xié)作的效用發(fā)揮有限。而該方案可以實現(xiàn)更底層、更緊的融合，系統(tǒng)間的協(xié)作和跨系統(tǒng)優(yōu)化可以更高效、更精細。
[0097]2、將蜂窩網(wǎng)和WLAN原來兩個單獨運行的基站系統(tǒng)，合并為一個具有多模功能的基站，這樣基站可以由EPC的核心網(wǎng)統(tǒng)一管理，便于運營商根據(jù)其注冊表和用戶的訂閱服務進行統(tǒng)一運營。
[0098]3、采用該方案后，蜂窩網(wǎng)和WLAN的控制和數(shù)據(jù)功能全部集中在一套協(xié)議內部，跨系統(tǒng)的協(xié)作變成了系統(tǒng)內部的資源分配和聯(lián)合控制，能夠針對服務的用戶的QoS，提供最優(yōu)化的網(wǎng)絡方案。同時對于異構融合中的卸載和移動性管理問題，融合方案可以實現(xiàn)比傳統(tǒng)構架更為精細的卸載和更低時延的切換。
[0099]實施例4
[0100]本實施例詳細介紹LTE與WLAN系統(tǒng)的融合。將該蜂窩網(wǎng)與WLAN的融合方案應用到4G無線通信技術中。這里，我們探討LTE與WLAN融合的場景，其融合基站的協(xié)議棧構架，如圖4所示。為使本發(fā)明的目的、技術方案更加清楚，下面結合具體的實施步驟對本實施案例進一步的詳細闡述。
[0101]A.上行鏈路融合
[0102]上行異構系統(tǒng)融合控制需要用戶和基站的配合完成，為了增強對用戶的兼容性，盡可能少改動用戶端協(xié)議，并減少控制信令的開銷，上行時數(shù)據(jù)通過哪種RAT傳輸是由用戶決定的。
[0103]上行RAT復用的流程，如圖5所示，具體實施步驟如下:
[0104]步驟1:用戶發(fā)起新的會話要求。
[0105]步驟2:然后基站測進行網(wǎng)絡狀態(tài)(信道質量、RAT負載)的測量，根據(jù)上行資源分配算法決定用戶數(shù)據(jù)占用多少比例的LTE，和多少比例的WLAN資源進行傳輸，并通過控制信令通知用戶。為了減少頻繁信令引起的延時與負載，只有必要時基站才會通知用戶調整數(shù)據(jù)包級別的分配。當然，這些功能通過用戶在網(wǎng)絡層安裝相應的軟件即可實現(xiàn)。
[0106]步驟3:用戶端根據(jù)基站的通知自主決定哪些數(shù)據(jù)流經(jīng)過哪種RAT發(fā)送。
[0107]步驟4:最后，通過兩種RAT上行數(shù)據(jù)到達基站的異構系統(tǒng)融合控制裝置，使用用戶面的RAT復用技術，將兩種RAT的數(shù)據(jù)匯聚到一起通過核心網(wǎng)絡發(fā)送出去。
[0108]B.下行鏈路融合
[0109]下行RAT解復用采用基站側精細調控的方式，可以把下行數(shù)據(jù)分流的單位精確到IP包。這是由于下行數(shù)據(jù)量一般較大，容易對網(wǎng)絡負載產(chǎn)生較大影響；另外，異構系統(tǒng)融合控制裝置的設計使得下行數(shù)據(jù)分流十分方便。注意，用戶發(fā)起會話時在LTE與WLAN之間選擇(單鏈接/雙連接)的數(shù)據(jù)分流是由異構系統(tǒng)融合控制裝置控制面的無線接入控制模塊實現(xiàn)的。
[0110]下行鏈路融合，如圖6所示，具體實施步驟如下:
[0111]步驟1:基站通過周期性網(wǎng)絡狀態(tài)測量(信道質量、RAT負載)。
[0112]步驟2:基站由下行RAT解復用控制算法，決定是否需要對IP包分流比例進行調整，以達到更精細的IP分流。
[0113]步驟3:在默認情況下，在數(shù)據(jù)分流時，RAT解復用模塊按照RAT注冊表進行解復用映射；或者根據(jù)用戶的定制，通過修改RAT選擇注冊表，寫入某些業(yè)務在兩種RAT方式之間分流的比例，RAT解復用模塊則按照把新寫入的分流比例進行解復用。[0114]步驟4:1P包經(jīng)過異構系統(tǒng)融合控制裝置的分流，通過相應的RAT發(fā)送到用戶。這一過程對用戶是透明的，不需要用戶的配合。由于用戶只有一個IP地址，用戶端的網(wǎng)絡層可以順利的將來自兩個RAT的IP包統(tǒng)一接收。
[0115]上行、下行RAT復用可以由網(wǎng)絡負載改變(網(wǎng)絡狀態(tài)定期監(jiān)測)的事件觸發(fā)，也可以基站周期性主動進行。屬于細節(jié)的資源分配，與異構系統(tǒng)融合控制裝置控制面的資源粗分配，相結合共同實現(xiàn)了跨RAT的資源聯(lián)合優(yōu)化。
[0116]實施例5
[0117]本實施例詳細介紹WCDMA與WLAN系統(tǒng)融合。將該蜂窩網(wǎng)與WLAN的融合方案應用到3G無線通信技術中，如WCDMA、CDMA2000、TD-CDMA等。這里，我們僅僅列舉WCDMA與WLAN融合的場景，而其它3G技術與WCDMA原理一樣,所以不失一般性。其融合基站的協(xié)議棧構架，如圖7所示。在異構系統(tǒng)融合控制裝置融合層，來自WLAN的MAC層的數(shù)據(jù)流經(jīng)過邏輯鏈路控制子層(LLC)和來自WCDMA的MAC層的數(shù)據(jù)流經(jīng)過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(TOCP)和無線鏈路控制子層(RLC)以及廣播組播控制協(xié)議子層(BMC)，這兩條鏈路在RAT復用控制模塊最終融合為一條鏈路，將融合的數(shù)據(jù)包統(tǒng)一送至網(wǎng)絡層。同樣，來自網(wǎng)絡層的IP包通過RAT解復用，分為兩條鏈路，分別通過LLC模塊送至WLAN的MAC層、和通過TOCP/RLC/BMC模塊送至WCDMA的MAC層。具體的實施步驟和實施案例一所述基本相同，如圖5、6所示。
[0118]實施例6
[0119]本實施例詳細介紹LTE、WCDMA與WLAN的三者系統(tǒng)融合，在WCDMA、CDMA2000、TD-CDMA等3G的通信系統(tǒng)繼續(xù)存在，LTE、WLAN、與3G等異構網(wǎng)絡長期共存的今天，RAT融合場景隨處即是。這里，我們討論一種情況:LTE、WCDMA與WLAN三者的融合。
[0120]其融合基站的協(xié)議棧，如圖8所示。其中，第三層是異構系統(tǒng)融合控制裝置。在這一層，我們由于有三個不同的RAT，所以RAT解復用為三條鏈路，分別將數(shù)據(jù)送至WLAN的MAC層、蜂窩網(wǎng)的MAC，和WCDMA的MAC層。
[0121]同時，跨系統(tǒng)資源映射中，底層的三種不同的RAT資源，要映射到一個邏輯上的“虛擬資源”，供融合基站進行資源調度。可提出這樣的一種方案，將LTE、WLAN、WCDMA三種接入方式的資源映射為統(tǒng)一的虛擬資源VRl?VR12，分別代表12種類型的資源。VRl僅由LTE資源構成，適合分配給LTE單鏈路用戶；VR2僅含WLAN資源，適合分配給WLAN單鏈路用戶；VR3僅含WCDMA資源，適合分配給WCDMA單鏈路用戶；VR4、VR5與VR6由LTE與WLAN兩種資源構成，可以按不同比例分配給雙鏈路的用戶；VR7、VR8和VR9由WCDMA與WLAN兩種資源構成，可以按不同比例分配給雙鏈路的用戶；VR10?VR16由不同比例的三種的RAT資源構成，可以使用不同數(shù)據(jù)量、延時、QoS要求的業(yè)務，異構系統(tǒng)融合控制裝置可以自由分配其比例，如圖下表所示。具體的實施步驟請參閱上述實施例，如圖5、6所示。
[0122]
【權利要求】
1.一種異構系統(tǒng)融合控制裝置，其特征在于，包括: 上行數(shù)據(jù)復用模塊，用于通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議HXP和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將所述第一數(shù)據(jù)流和所述第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將所述融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 下行數(shù)據(jù)解復用模塊，用于將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為所述WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和所述蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過所述LLC向所述WLAN的MAC層傳輸所述第三數(shù)據(jù)流，通過所述HXP和RLC向所述蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸所述第四數(shù)據(jù)流。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 跨系統(tǒng)資源映射模塊，用于將所述WLAN的MAC層與所述蜂窩網(wǎng)的MAC層資源映射為虛擬化資源。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 聯(lián)合無線接入控制模塊，用于用戶設備在WLAN和蜂窩網(wǎng)雙重覆蓋，用戶設備請求建立新的無線承載時，將所述用戶設備接入WLAN和/或蜂窩網(wǎng)。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 聯(lián)合資源分配模塊，用于根據(jù)所述用戶設備需求，向所述用戶設備分配虛擬化資源。
6.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括:用戶面，所述上行數(shù)據(jù)復用模塊及所述下行數(shù)據(jù)解復用模塊位于所述用戶面。
7.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括:控制面，用于對WLAN及蜂窩網(wǎng)進行聯(lián)合資源調度與接入控制。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的異構系統(tǒng)融合控制裝置，所述異構系統(tǒng)融合控制裝置位于網(wǎng)絡層與MAC層之間。
9.一種異構系統(tǒng)融合控制方法，其特征在于，包括: 通過邏輯鏈路控制子層LLC接收來自無線局域網(wǎng)絡WLAN的介質訪問控制MAC層的第一數(shù)據(jù)流，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議I3DCP和無線鏈路控制子層RLC接收來自蜂窩網(wǎng)的MAC層的第二數(shù)據(jù)流，將所述第一數(shù)據(jù)流和所述第二數(shù)據(jù)流融合為數(shù)據(jù)流，將所述融合后的數(shù)據(jù)流傳輸至網(wǎng)絡層。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括: 將來自網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)流解復用為所述WLAN的MAC層對應的第三數(shù)據(jù)流和所述蜂窩網(wǎng)的MAC層對應的第四數(shù)據(jù)流，通過所述LLC向所述WLAN的MAC層傳輸所述第三數(shù)據(jù)流，通過所述HXP和RLC向所述蜂窩網(wǎng)的MAC層傳輸所述第四數(shù)據(jù)流。
【文檔編號】H04W72/04GK104010370SQ201410175704
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權日:2014年4月28日
【發(fā)明者】崔琪楣, 陶小峰, 史玉龍, 谷宇, 元天鵬 申請人:北京郵電大學