CN101207900B - 多制式通信网络中实现网络选择的方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多制式通信网络中实现网络选择的方法、系统。本发明提供的方法中，在多制式通信网络中设置网络选择控制实体，多模终端需要进行业务时，网络选择控制实体根据设置的选择策略和获取的选择参考信息控制多模终端选择接入网络，多模终端通过选定的接入网络进行业务。根据本发明提供的方案，通过选择策略和选择参考信息相结合，能够根据各接入网络的相关信息、如负荷情况，确定出适宜的接入网络为多模终端提供业务连接，使合适的接入网络承载合适的用户和业务，确保网络资源的合理使用，使得各制式网络能够协同配合，节省了网络资源，保证了多制式通信网络建设的经济性。
Description
技术领域
本发明涉及多制式通信网络领域，特别是指多制式通信网络中实现网络选择的方法、系统。
背景技术
为了满足无线应用场景和业务多元化的要求，无线接入技术也日趋多样化。由于用户对无所不在的无线服务和业务体验的需求，使得定位于不同无线应用场景和业务的无线接入技术和网络能够多样化发展，并在较长的一段时间共存、互补。各种无线接入技术和网络都会在无线应用场景和业务部署的适应性上具有独特的优势。例如，广域覆盖的支撑业务主要为语音和中低速率的数据业务，支撑网络如全球移动通信系统(Global System for MobileCommunications，GSM)网络、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)1X网络、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)网络等；城域、热区覆盖的支撑业务主要为语音和高速率的数据业务，支撑网络如高速分组接入(High Speed Packet Access，HSPA)网络、长期演进(LongTerm Evolution，LTE)网络、演进的仅支持分组数据业务的(Evolved Data Only，EV-DO)网络、世界微波接入互操作性(World Interoperability for MicrowaveAccess，WiMAX)网络、空中接口演进(Air Interface Evolution，AIE)网络等；热点覆盖的支撑业务主要为高速率的数据业务，支撑网络如无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)、LTE网络、AIE网络等。
多种适合于不同无线应用场景的业务网络和无线接入技术构成一个无缝覆盖、能够提供良好业务体验的多制式通信网络，这样，用户就是处在一个多制式通信网络覆盖的环境中。多制式通信网络中各单制式网络支持的业务在很多情况下不是完全互补的，而是存在重叠，这一点在数据业务上表现得尤为明显。例如，WCDMA网络和WiMAX网络均能够提供数据业务，但是，这两个制式的网络在提供能力和经济性上是有差别的，WiMAX网络能够提供速率更高的数据业务，并且具有更好的经济性，也就是说，在WCDMA网络和WiMAX网络同时覆盖的区域，用户在WiMAX网络中能够获得更好的业务感受，另外，由于WiMAX网络的经济性非常好，因此，从降低成本的角度考虑，也更倾向于在WiMAX网络中提供数据业务。
图1为现有多模终端选择接入网络示意图，如图1所示，多制式通信网络中至少部署两种制式的接入网络：接入网络1和接入网络2，接入网络1与接入网络2完全独立。多模终端支持的两种制式并没有耦合地集成在一起，因此，该多模终端能够同时驻留在两个接入网络中，同时建立两条到业务网络的连接，即多模终端分别通过接入网络1的连接1和接入网络2的连接2连接到业务网络。当多模终端进行某一业务时，该多模终端与业务网络之间只能存在一条连接，此时，需要对与业务网络的连接进行选择。目前，提供两种方式对与业务网络的连接进行选择，一种选择方式是用户手动选择进行业务时的连接，即需要进行某一业务时，多模终端将当前可用的几条连接提供给用户，让用户从中选择一条连接作为该业务的连接，为方便用户的选择，多模终端可将每条具体制式的连接转换为比较直观的信息，以便于用户理解，如每条连接所支持的最大速率；另一种选择方式是多模终端根据配置选择默认连接作为进行业务时的连接，即在多模终端中预先配置多种制式的连接共存时的默认连接，需要进行某一业务时，多模终端选择默认连接作为该业务的连接。
用户手动选择进行业务时的连接时，需要用户感知多种制式接入网络的存在，并且需要用户理解各种制式接入网络的支撑能力，对用户自身的能力提出了一定要求。在多制式通信网络中，让用户去理解其所处环境中有哪些接入网络，各接入网络对业务的支撑能力，从而选择合适的网络，这与业务展开的易用性是相悖的，有时甚至是不现实的。另外，为方便用户的理解，需要多模终端将具体制式的连接转换为比较直观的信息，在实际应用中非常不方便，影响了业务部署的便捷性和用户的业务体验。并且由于是用户进行手动选择，不受网络侧的控制，无法根据各接入网络的实际情况、如负荷情况进行选择。
多模终端根据配置选择默认连接作为进行业务时的连接时，是根据配置直接进行选择，也不受网络侧的控制，无法根据各接入网络的实际情况、如负载情况进行选择。
以上这两种选择方式，都不受网络侧的控制，无法根据各接入网络的实际情况进行选择。例如，当两个接入网络的负荷不均衡时，根据现有提供的选择方式无法有效控制多模终端通过负荷较轻的接入网络进行业务，无法使多制式通信网络中的各接入网络协同配合，使得相对空闲的网络资源得不到有效利用，对网络资源造成浪费；又如，通过现有的选择方式选择出的接入网络可能并不适合用户要进行的业务，影响多制式通信网络的经济性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多制式通信网络中实现网络选择的方法、系统，选择适宜的接入网络为多模终端提供业务连接。
本发明提供的多制式通信网络中实现网络选择的方法，在多制式通信网络中设置网络选择控制实体，包括：网络选择控制实体获取选择参考信息；网络选择控制实体根据设置的选择策略和所述选择参考信息选择接入网络，然后向多模终端下发选定的接入网络信息。
本发明提供的多制式通信网络中实现网络选择的系统包括：网络选择控制实体、多模终端和至少两个接入网络，其中，所述接入网络用于为所述多模终端提供连接；所述网络选择控制实体用于根据设置的选择策略和获取的选择参考信息选择接入网络，然后向多模终端下发选定的接入网络信息；所述多模终端用于通过选定的接入网络进行业务。
本发明提供的实施例中，在多制式通信网络中设置网络选择控制实体，多模终端需要进行业务时，网络选择控制实体根据设置的选择策略和获取的选择参考信息控制多模终端选择接入网络，多模终端通过选定的接入网络进行业务，通过选择策略和选择参考信息相结合，能够根据各接入网络的相关信息、如负荷情况，确定出适宜的接入网络为多模终端提供业务连接，使合适的接入网络承载合适的用户和业务，确保网络资源的合理使用，使得各制式网络能够协同配合，节省了网络资源，保证了多制式通信网络建设的经济性。
另外，在多制式通信网络环境中，根据本发明实施例提出的方案，无需用户感知具体的各制式的接入网络，就自动为用户选择合适的接入网络，使用户享受到最好的业务体验。
此外，运营过程中，可以动态设置选择策略，以使本发明提出的网络选择方案的实现更为灵活。
附图说明
图1为现有多模终端选择接入网络示意图；
图2为本发明实施例中实现网络选择的系统结构示意图；
图3为本发明实施例中多模终端的协议栈结构示意图；
图4为根据本发明实施例提供的一个具体应用实例中用户发展趋势示意图；
图5为根据本发明实施例提供的一个具体应用实例的示意图。
具体实施方式
图2为本发明实施例中实现网络选择的系统结构示意图，如图2所示，在多制式通信网络中设置网络选择控制实体，网络选择控制实体用于根据设置的选择策略和获取的选择参考信息控制多模终端选择接入网络；多模终端用于通过选定的接入网络进行业务。该系统还包括，至少两个接入网络，用于为多模终端提供连接。
网络选择控制实体根据设置的选择策略和获取的选择参考信息控制多模终端选择接入网络的具体实现可为两种处理方式，一种处理方式是：网络选择控制实体根据设置的选择策略和获取的选择参考信息选择接入网络，然后向多模终端下发选定的接入网络信息；另一种处理方式是：网络选择控制实体向多模终端下发选择策略和选择参考信息，多模终端根据收到的选择策略和选择参考信息选择接入网络。网络选择控制实体可通过所有连接中的一条或多条连接向多模终端下发接入网络信息、或选择策略和选择参考信息，也可通过所有连接向多模终端下发接入网络信息、或选择策略和选择参考信息，下发方式的具体实现可通过为短消息、信令等方式实现。
网络选择控制实体获取的选择参考信息主要来自于各种制式的接入网络，也可进一步来自于业务网络。选择参考信息可为网络信息、或为连接信息，或为以上二者的组合；选择参考信息可进一步包括业务信息、或用户信息、或终端信息、或以上任意的组合。网络信息主要是指各种制式接入网络的负荷信息，某种制式接入网络的负荷直接决定了该接入网络能够为增加的用户提供什么样的业务承载能力。连接信息主要是指各种制式的连接的可用性及业务支撑能力，如是否中断、最高速率、最低速率、平均速率、误码率等信息。业务信息主要是指需要进行的业务的服务质量要求，如保证速率、延迟、误码等信息。用户信息主要是指用户的优先级和签约信息，通常情况下优先级高的用户能够优先获得资源，以获得更高的服务质量，如传输的带宽；签约信息是指用户签约的业务，这些业务对接入网络承载能力的要求。终端信息主要是指多模终端支持的最高速率，这是由于即使支持同种制式接入网络的不同多模终端在能力上也可能会有差异，如支持高速分组下行接入(High Speed Downlink PacketAccess，HSDPA)制式的终端，早期一般只能支持1.8兆比特每秒(Mbps)，后期逐渐能够支持3.6Mbps、14.4Mbps。
网络选择控制实体获取各种信息的时机和方式可能会有所不同，例如，网络信息、连接信息是动态信息，可以要求接入网络中的相关网元周期性上报、或接入网络参数达到设定阈值时上报、或周期性上报与接入网络参数达到设定阈值上报相结合，以实现网络选择控制实体对相应信息的采集，设定域值上报的方式可降低接入网络的负荷，有效节省资源；又如，用户信息、终端信息是静态信息，可在用户激活连接、进入接入网络时，通过接入网络中存储用户属性的相关网元获取并存储，在用户释放连接、离开接入网络时删除；再如，业务信息是半静态的，在业务发起时通过接入网络或业务网络获取并存储，在业务转换时进行更新，在业务结束时删除。
选择策略可预先配置在网络选择控制实体中，也可根据多制式通信网络的运营策略动态配置在网络选择控制实体中。
多模终端与业务网络之间存在多条连接时，才会存在接入网络的选择，如果多模终端与业务网络之间仅存在一条连接，则不存在选择接入网络的问题。网络选择控制实体控制多模终端选择接入网络的时机可发生在多模终端初次建立所有连接时、或多模终端进行业务的当前连接发生变化时、或多模终端进行的业务发生变化时。多模终端初次建立所有连接可为用户开机或由非服务区转至服务区等，所有连接所对应的各接入网络、或部分连接所对应的各接入网络通知网络选择控制实体控制多模终端选择接入网络。多模终端进行业务的当前连接发生变化是指相应连接中断或业务支撑能力发生很大变化，如传输速率下降、误码率升高并达到设定阈值，提供业务连接的接入网络通知网络选择控制实体控制多模终端选择接入网络。多模终端进行的业务发生变化是指业务对接入网络的支撑能力要求的变化，此时，可针对该业务为多模终端选择更适合的接入网络，提供业务连接的接入网络通知网络选择控制实体控制多模终端选择接入网络。
多模终端中包括网络选择单元，网络选择控制实体直接向多模终端下发选定的接入网络信息时，网络选择单元用于将收到的接入网络信息所对应的连接作为业务的连接；网络选择控制实体向多模终端下发选择策略和选择参考信息时，网络选择单元用于根据收到的选择策略和选择参考信息选择接入网络，将该接入网络所对应的连接作为业务的连接。
图3为本发明实施例中多模终端的协议栈结构示意图，如图3所示，选定接入网络后，网络选择层确定与选定的接入网络相对应的网络层，并通过适配层通知上层应用层进行数据发送。应用层指实现具体应用的协议栈高层，具体应用可为网页浏览、流媒体、邮件、游戏等。每个网络层代表一种接入制式，与相应制式的接入网络相对应。由于多模终端的协议栈中包括多种制式的网络层，因此，需要通过适配层将来自各网络层的信息转换为应用层可识别的信息格式。
图4为根据本发明实施例提供的一个具体应用实例中用户发展趋势示意图，如图4所示，在WCDMA制式网络和WiMAX制式网络中，用户的总数量将逐年递增，在2010年达到最高，后续几年基本保持不变。WCDMA的单模终端用户在2009年达到最高，后续由于WCDMA和WiMAX双模终端的不断普及，WCDMA的单模终端用户数量将逐年下降。为了适应WCDMA的单模终端用户数量的增加，WCDMA制式网络从2006年至2009年需要不断扩充容量，在2009年达到WCDMA制式网络的最大容量，同时为了适应WCDMA和WiMAX双模终端用户数量的增加，WiMAX制式网络从2006年开始必须一直不断地增加容量，此时，双模终端位于WCDMA制式网络和WiMAX制式网络同时覆盖的区域时，可根据WCDMA制式网络和WiMAX制式网络的实时负荷情况，为多模终端选择接入网络。但是，WCDMA制式网络在2009年达到最大容量后，用户数量呈下降趋势，WCDMA制式网络的网络资源出现空闲，如果不合理利用将造成投资浪费。此时，从降低运营成本的角度出发，希望2009年后双模终端位于WCDMA制式网络和WiMAX制式网络同时覆盖的区域时，可根据用户的数据业务收益和签约信息划分用户的优先级，对于收益低且未签约高速数据业务的用户，尽量控制双模终端选择WCDMA制式网络；或者，在WiMAX制式网络的负荷超过设定阈值时，控制双模终端将正在进行的中低速率的连续业务切换至WCDMA制式网络，这样，一方面能够充分利用WCDMA制式网络的网络资源，另一方面可减少WiMAX制式网络的业务增长，降低网络建设的投入，使得WCDMA制式网络和WiMAX制式网络协同配合，以保证多制式通信网络建设的经济性。
图5为根据本发明实施例提供的一个具体应用实例的示意图，如图5所示，多模终端位于WCDMA制式网络和WiMAX制式网络同时覆盖的区域，实现网络选择的具体处理过程可包括以下步骤：
步骤501：多模终端同时连接到WCDMA制式网络和WiMAX制式网络，建立两条连接到业务网络，WCDMA制式网络中的服务通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)支持节点(Serving GPRS Support Node，SGSN)和WiMAX制式网络中的接入服务网络网关(Access Service NetworkGateway，ASN-GW)分别通知网络选择控制实体多模终端的用户建立新的连接。网络选择控制实体检查自身是否存储有用户信息，如果是，则可不执行任何操作，否则，将通过WCDMA制式网络中的归属位置寄存器(Home LocationRegister，HLR)和WiMAX制式网络中的认证、鉴权和计费(Authentication，Authorization and Accounting，AAA)服务器获取用户信息，如用户的优先级和签约信息，以确定用户的签约属性。如果网络选择控制实体检查出自身没有存储多模终端的终端信息，可进一步通过SGSN和ASN-GW获取终端信息。
步骤502：网络选择控制实体通过SGSN和ASN-GW获取网络信息和连接信息。SGSN和ASN-GW可周期性向网络选择控制实体上报网络信息和连接信息，也可在接入网络参数达到设定阈值时向网络选择控制实体上报网络信息和连接信息，还可周期性上报与接入网络参数达到设定阈值上报相结合。
步骤503：多模终端需要进行业务时，SGSN和/或ASN-GW通知网络选择控制实体控制多模终端选择接入网络。另外，业务网络、或SGSN、或ASN-GW、或以上任意的组合可进一步向网络选择控制实体提供业务信息。
步骤504：网络选择控制实体收到通知后，根据设置的选择策略和获取的网络信息、连接信息、用户信息等选择参考信息控制多模终端选择接入网络，具体实现可为两种处理方式，一种处理方式是：网络选择控制实体根据设置的选择策略和获取的选择参考信息选择接入网络，然后向多模终端下发选定的接入网络信息；另一种处理方式是：网络选择控制实体向多模终端下发选择策略和选择参考信息。
步骤505：多模终端的网络选择单元收到的是选定的接入网络信息时，网络选择单元将收到的接入网络信息所对应的连接作为业务的连接；多模终端的网络选择单元收到的是选择策略和选择参考信息时，网络选择单元根据收到的选择策略和选择参考信息选择接入网络，将该接入网络所对应的连接作为业务的连接。
根据以上描述的处理过程，可控制多模终端通过适宜的接入网络进行业务，例如，用户优先级低并且WCDMA制式网络的负荷较轻，则尽量控制多模终端选择WCDMA制式网络的连接进行业务，如果WCDMA制式网络负荷很重，则可控制多模终端选择WiMAX制式网络的连接进行业务。
后续过程中，多模终端当前进行的业务发生变化、或当前连接发生变化，网络选择控制实体可重新控制多模终端选择接入网络。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种多制式通信网络中实现网络选择的方法，其特征在于，在多制式通信网络中设置网络选择控制实体，该方法包含：
网络选择控制实体获取选择参考信息；
网络选择控制实体根据设置的选择策略和所述选择参考信息控制多模终端选择接入网络；
所述控制多模终端选择接入网络，为所述网络选择控制实体根据设置的选择策略和获取的选择参考信息选择接入网络，然后向多模终端下发选定的接入网络信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络选择控制实体获取选择参考信息包括：网络选择控制实体通过接入网络、或接入网络和业务网络获取所述选择参考信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述选择参考信息为网络信息、或连接信息、或以上二者的组合；
所述网络选择控制实体通过接入网络获取所述选择参考信息，为：
网络选择控制实体接收接入网络周期性上报的所述选择参考信息；或者，
网络选择控制实体接收接入网络在接入网络参数达到设定阈值时上报的所述选择参考信息；或者，
网络选择控制实体接收接入网络周期性上报与接入网络参数达到设定阈值上报相结合上报的所述选择参考信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述选择参考信息进一步包括用户信息；
所述网络选择控制实体通过接入网络获取所述选择参考信息，为：网络选择控制实体接收接入网络中的鉴权实体提供的用户信息。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，
所述选择参考信息进一步包括终端信息；
所述网络选择控制实体通过接入网络获取所述选择参考信息，为：网络选择控制实体接收接入网络上报的终端信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制多模终端选择接入网络的时机包括：在所述多模终端初次建立所有连接时；或者，在多模终端进行业务的当前连接发生变化时；或者，在多模终端进行的业务发生变化时。
7.一种多制式通信网络中实现网络选择的系统，其特征在于，该系统包括：网络选择控制实体、多模终端和至少两个接入网络，其中，
所述接入网络用于为所述多模终端提供连接；
所述网络选择控制实体用于根据设置的选择策略和获取的选择参考信息选择接入网络，并向所述多模终端下发选定的接入网络信息；
所述多模终端用于通过选定的接入网络进行业务。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述接入网络用于向网络选择控制实体提供选择参考信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：业务网络，所述业务网络用于向网络选择控制实体提供选择参考信息中的业务信息。
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