CN102123445A - 基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法，步骤为：各资源统计器统计计算其所辖范围内的相关负载信息，将统计计算的负载信息传递给各资源分配器；在等待时限内各资源统计器没收到各资源分配器发出的确认消息，执行各资源分配器不正常工作的信令交互方法。在等待时限内各资源统计器收到了各资源分配器发出的确认消息，各资源分配器将各资源统计器统计计算的负载信息传递给主用信息服务器a1；在等待时限内各资源分配器没收到主用信息服务器a1发送的确认消息，执行主用信息服务器a1不正常工作的信令交互方法；在等待时限内各资源分配器收到主用信息服务器a1发送的确认消息，执行各执行器件均属正常工作的信令交互方法。

Description

基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信领域信令交互方法，更具体地说，本发明涉及一种基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法。

背景技术

未来的无线移动通信系统将是由多种无线接入网络(Radio AccessNetwork，RAN)组成的异构网络，这些无线接入网络或无线接入技术(RadioAccess Technology，RAT)通常包含以下几种制式：蜂窝移动通信系统(2G、3G、后3G)、短距离接入系统(WLAN、蓝牙、超宽带UWB系统)、卫星通信、广播系统(如DAB、DVB)、平流层通信等。不同接入技术互联互通，系统将演化为基于公共核心网的“全IP”网络，同时用户终端也向多种无线模式配置演化，可以工作在不同制式的网络中。未来基于全IP网络的异构无线通信系统网络构架如图1所示。异构无线网络资源管理技术，尤其是负载均衡技术，是实现异构无线网络融合的关键技术之一。负载均衡是实现异构无线网络中资源共享的重要方法，它可以提高异构无线网络对无线资源的利用率，扩大系统容量，为用户提供更好的服务。现有的负载均衡方法还有许多问题没有很好的解决，如可靠性较低、资源开销较大等。

李斌、石文孝等人在2010年4月发表于The 2nd International Conferenceon Networks Security，Wireless Communications and Trusted Computing(NSWCTC 2010)的名为《A hierarchical semi-centralized architecture forload balancing of heterogeneous wireless networks》的论文中提出一种分层半集中式网络结构，基于该结构的异构无线网络负载均衡方法克服了现有基于集中式网络结构的异构无线网络负载均衡可靠性较低和基于分布式网络结构的异构无线网络负载均衡资源开销较大的问题，为异构无线网络负载均衡提供一种合适的网络结构和基于该结构的负载均衡方法。

参阅图2，所述的分层半集中式网络结构如图中所示，包括一系列的基本网格h1、基本网格h2、若干个资源管理单元(RMU)和现有UMTS系统的所有核心网设备和接入网设备。基本网格h1与基本网格h2皆由若干个地理位置相邻的小区组成，它是异构无线网络负载均衡的基本单位。主用信息服务器a1、备用信息服务器a2、资源分配器b1、资源分配器b2、资源统计器c1、资源统计器c2、...和资源统计器c27统称为资源管理单元(RMU)，它们负责系统资源的管理。资源统计器c1、资源统计器c2、...和资源统计器c27设置于接入点d1、接入点d2、...、接入点d15、接入点e1、接入点e2、...、接入点e9、接入点f1、接入点f2与接入点f3中，用于统计并计算其所辖节点的资源信息。资源分配器b1、资源分配器b2位于通用移动通信系统(UMTS)的无线网络控制器(RNC)，用于收集资源统计器c1、资源统计器c2、...和资源统计器c27的信息，并根据系统的负载情况及基本网格h1与基本网格h2资源对负载进行均衡。主用信息服务器a1、备用信息服务器a2位于网关GPRS支持节点(GGSN)，它作为资源分配器b1与资源分配器b2的上级服务器，正常状态下只负责基本网格h1与基本网格h2结构边缘处的资源调配及存储节点的标识、位置、负载状态等信息，但当其所管理的资源分配器b1与资源分配器b2出现故障不能工作时，主用信息服务器a1、备用信息服务器a2可以迅速接管并执行资源分配器b1与资源分配器b2功能。信息服务器分为主用信息服务器a1和备用信息服务器a2，主用信息服务器a1实时地将从资源分配器b1与资源分配器b2得到的信息传递给备用信息服务器a2，正常状态下只有主用信息服务器a1执行任务，一旦主用信息服务器a1发生故障，备用信息服务器a2便迅速接管并执行主用信息服务器a1功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法的步骤如下：

1.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽、可用带宽、移动台的位置、移动速度和移动方向的相关负载信息，并将统计计算到的负载信息传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

2.在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27没有收到资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，则执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1属于正常工作的信令交互方法。

3.在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收到了资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，资源分配器b1与资源分配器b2将资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算的负载信息传递给主用信息服务器a1。

4.在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2没有收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2，则执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2属于正常工作并启用备用服务器a2的信令交互方法。

5.在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2，则执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均属正常工作的信令交互方法。

技术方案中所述的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均属正常工作的信令交互方法的步骤如下：

1.各通信系统的无线接入点即通用移动通信系统中的Node B，无线局域网中的AP和全球微波互联接入中的BS，分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

2.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息。

3.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

4.资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤3所述的负载信息In后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送确认消息ACK1。

5.然后，资源分配器b1与资源分配器b2向主用信息服务器a1发送步骤4所述的负载信息In。

6.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到资源分配器b1与资源分配器b2所发送的确认消息ACK1后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送收到确认消息1。

7.主用信息服务器a1在收到步骤5所述的负载信息In后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送确认消息ACK2。

8.资源分配器b1与资源分配器b2收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2后，向主用信息服务器a1发送收到确认消息2。

9.随即，资源分配器b1与资源分配器b2根据从资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收集到的负载信息为该基本网格内部的各无线接入点制定负载均衡策略P1。

10.主用信息服务器a1根据从资源分配器b1与资源分配器b2收集到的负载信息为各基本网格边缘处的无线接入点制定负载均衡策略P2。

11.资源分配器b1与资源分配器b2将步骤9所述的负载均衡策略P1发送给位于其所辖基本网格内部的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

12.主用信息服务器a1将步骤10所述的负载均衡策略P2发送给位于网格边缘处的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

13.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的步骤11和步骤12所述的负载均衡策略进行整理，解析。

14.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

技术方案中所述的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1属于正常工作的信令交互方法的步骤如下：

1.各通信系统的无线接入点分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

2.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息。

3.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

4.如果在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27没有收到资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，那么资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将认为资源分配器b1与资源分配器b2无法工作，并向主用信息服务器a1发送请求响应信息，请求主用信息服务器a1接替所述无法工作的资源分配器b1与资源分配器b2。

5.主用信息服务器a1在收到步骤4所述的请求响应信息后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送响应消息。

6.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到步骤5所述的响应信息后，向主用信息服务器a1发送步骤3所述的负载信息In。

7.主用信息服务器a1在收到负载信息In后，开始制定基本网格内部和网格边缘的负载均衡策略P。

8.主用信息服务器a1将步骤7所述的负载均衡策略P发送给资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

9.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的负载均衡策略P进行整理，解析。

10.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

技术方案中所述的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2属于正常工作并启用备用服务器a2的信令交互方法的步骤如下：

1.各通信系统的无线接入点分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

2.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息。

3.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

4.资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤3所述的负载信息In后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送确认消息ACK1。

5.然后，资源分配器b1与资源分配器b2向主用信息服务器a1发送步骤4所述的负载信息In。

6.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到资源分配器b1与资源分配器b2所发送的确认消息ACK1后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送收到确认消息1。

7.如果在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2没有收到主用信息服务器a1所发出的确认消息ACK2，那么资源分配器b1与资源分配器b2将认为主用信息服务器a1无法工作，并向备用信息服务器a2发送请求响应信息，请求备用信息服务器a2接替所述无法工作的主用信息服务器a1。

8.备用信息服务器a2在收到步骤7所述的请求响应信息后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送响应消息。

9.资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤8所述的响应信息后，向备用信息服务器a 2发送步骤5所述的负载信息In。

10.资源分配器b1与资源分配器b2根据从资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收集到的负载信息为该基本网格内部的各无线接入点制定负载均衡策略P1。

11.备用信息服务器a2收到负载信息In后，为各基本网格边缘处的无线接入点制定负载均衡策略P2。

12.资源分配器b1与资源分配器b2将步骤10所述的负载均衡策略P1发送给位于其所辖基本网格内部的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

13.备用信息服务器a2将步骤11所述的负载均衡策略P2发送给位于网格边缘处的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

14.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的步骤12和步骤13所述的负载均衡策略进行整理，解析。

15.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法是依据分层半集中式异构无线网络的网络结构，提出了一种与之相适应的信令交互方法，该信令交互方法可以和分层半集中式异构无线网络的网络结构完美结合；

2.本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法充分考虑网络中各功能实体的不同工作状态，并根据它们的不同工作状态，分别给出了三种情况下各功能实体间的信令交互流程，这三种情况分别是：

1)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均正常工作；

2)资源分配器b1与资源分配器b2不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、主用信息服务器a1能正常工作；

3)主用信息服务器a1不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2能正常工作；

3.本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法在判定资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1能否正常工作时采用三次握手协议，如果资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1能收到负载信息In，则表明它们能正常工作，如果等待时间超时，则表明它们不能工作，这种交互方法保证了信令传递的有效性和可靠性；

4.若要实现本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法，只需要在已有的网络实体中嵌入相应的程序或者加入ARM硬件即可，因此本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法具有易于实现的特点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是说明基于全IP网络的异构无线通信系统网络构架示意框图；

图2是说明本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法所依据的分层半集中式异构无线网络的网络结构示意框图；

图3是说明本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法的流程框图；

图4是说明当资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2与主用信息服务器a1均能正常工作时的信令交互流程示意图；

图5是说明当资源分配器b1与资源分配器b2不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27与信息服务器a1均能正常工作时的信令交互流程示意图；

图6是说明当主用信息服务器a1不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2均能正常工作时的信令交互流程示意图。

图中：a1.主用信息服务器a1，a2.备用信息服务器a2，b1.资源分配器b1，b2.资源分配器b2，c1.资源统计器c1，c2.资源统计器c2，...，c27.资源统计器c27，d1.接入点d1，d2.接入点d2，...，d15.接入点d15，e1.接入点e1，e2.接入点e2，...，e9.接入点e9，f1.接入点f1，f2.接入点f2，f3.接入点f3，g1.蜂窝小区g1，g2.蜂窝小区g2，......，g15.蜂窝小区g15，h1.基本网格h1，h2.基本网格h2，

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图2，图中说明了本发明所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法所依据的分层半集中式异构无线网络的结构。为了便于叙述，采用不同字母和数字的组合表示不同部件，首位字母相同的标记表示相同部件，例如，c1、c2、......、c27表示资源统计器c1、资源统计器c2，...、资源统计器c27，其中各资源统计器都是结构相同的资源统计器；依此类推，a1表示主用信息服务器a1、a2表示备用信息服务器a2；b1、b2表示资源分配器b1、资源分配器b2；d1、d2...、d15表示接入点d1、接入点d2、...、接入点d15，e1、e2、...、e9表示接入点e1、接入点e2、...、接入点e9，f1、f2、f3表示接入点f1、接入点f2、接入点f3；g1、g2、...、g15表示蜂窝小区g1、蜂窝小区g2、...、蜂窝小区g15；h1、h2表示基本网格h1、基本网格h2。为了便于叙述，图2中的资源分配器只给出了资源分配器b1、资源分配器b2，本领域技术人员都知道本发明所依据的基于分层半集中式网络结构中可以包含任意数量的资源分配器。同样，图2中只给出了基本网格h1、基本网格h2，本发明所依据的基于分层半集中式网络结构中可以包含任意数量的基本网格，但是基本网格的数量hn需要与资源分配器的数量bn相同。图2中的基本网格h1只给出了8个蜂窝小区即蜂窝小区g1、蜂窝小区g2、...、蜂窝小区g8，8个通用移动通信系统(UMTS)的接入点即接入点d1、接入点d2、...、接入点d8，5个无线局域网(WLAN)系统的接入点即接入点e1、接入点e2、...、接入点e5，2个全球微波互连接入(WiMax)系统的接入点即接入点f1、接入点f2，但实际上本发明所依据的基于分层半集中式网络结构中，一个基本网格hn不一定只包含上述确定数量的蜂窝小区及确定数量的UMTS、WLAN和WiMax系统的接入点。为了便于叙述又能说明问题，图2中的蜂窝小区g2只给出了1个UMTS系统的接入点d2，1个WLAN系统的接入点e2和1个WiMax系统的接入点f1，但实际上本发明依据的基于分层半集中式网络结构中，一个蜂窝小区不一定只包含上述确定数量的WLAN和UMTS系统的接入点，一个蜂窝小区中这两类系统的接入点的数量由该小区的业务量决定。图2中的虚连线即虚连线i1、虚连线j1、虚连线j2、虚连线k1、虚连线k2，...、虚连线k8表示该虚连线两端的器件为逻辑相连，而不是物理相连。为了便于叙述又能说明问题，图2中资源分配器b1与基本网格h1内的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c15之间只给出了4条虚连线即虚连线k1、虚连线k2、虚连线k3、虚连线k4，但实际上本发明依据的基于分层半集中式网络结构中，一个资源分配器和与其对应的基本网格里的每个资源统计器之间均有虚连线(逻辑相连)。

参阅图2，实施例中选用UMTS系统的接入点d1、接入点d2、...、接入点d15，选用WiMax系统的接入点e1、接入点e2、...、接入点e9和选用WLAN系统的接入点f1、接入点f2、接入点f3分别代表蜂窝移动通信系统中的无线广域网(WWAN)和无线城域网(WMAN)系统以及短距离接入系统。以UMTS系统为基础，图2中的蜂窝小区g1、蜂窝小区g2、...、蜂窝小区g15是UMTS基站(接入点d1、接入点d2、...、接入点d15)信号覆盖形成的小区，资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1与备用信息服务器a2均设置在UMTS系统的相关设备中：资源分配器b1、资源分配b2设置在UMTS系统的无线网络控制器(RNC)中，主用信息服务器a1、备用信息服务器a2设置在网关GPRS支持节点(GGSN)中。资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27设置在各系统的每个接入点d1、接入点d2、...、接入点d15、接入点e1、接入点e2、...、接入点e9、接入点f1、接入点f2、接入点f3中，这里的接入点对UMTS系统指Node B，对WLAN系统是指AP，对WiMax系统是指BS。这些资源管理单元(RMU)均设置于已有网络设备(接入点、RNC和GGSN)中，可以降低局房建设成本和维护成本。主用信息服务器a1、备用信息服务器a2通过在GGSN中嵌入一个具有信息服务器功能的模块实现；资源分配器b1、资源分配器b2可以通过在RNC中编程实现；资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27可以通过在接入点中嵌入一个具有资源统计器功能的模块实现，该模块可以是基于ARM的硬件，也可以是嵌入到接入点中的一段程序。

基本网格h1、基本网格h2由若干个地理位置相邻的小区组成，这里的小区指的是UMTS、WLAN和WiMax三类系统接入点d1、接入点d2、...、接入点d15、接入点e1、接入点e2、...、接入点e9、接入点f1、接入点f2、接入点f3信号的覆盖区域。为确定一个基本网格h1里小区的数量，需要综合考虑系统信令开销和可靠性要求。

资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖小区的资源和负载信息，并将这些信息反馈给资源分配器b1、资源分配器b2；每个资源分配器b1根据它所辖基本网格h1里资源统计器c1、资源统计器c2、...与资源统计器c15反馈的资源和负载信息，根据预先制定的负载均衡策略决定如何均衡该基本网格h1内的负载；主用信息服务器a1与备用信息服务器a2收集所有小区的资源和负载状况，但正常状态下只负责基本网格h1与基本网格h2边缘处的负载均衡。通过资源管理单元(RMU)的协调工作，即能达到整个系统内的负载均衡。

该分层半集中式网络结构具有可靠性高和信令开销低的优点。当资源分配器b1出现故障时，主用信息服务器a1可以迅速接管资源分配器b1功能，保证这个基本网格h1里的通信正常进行；备用信息服务器a2的设置，进一步增加了系统的可靠性。通过控制一个基本网格h1里的接入点数量，可以降低资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c15和资源分配器b1之间传递信息的信令开销；通过控制资源分配器b1与资源分配器b2的数量，可以降低资资源分配器b1、资源分配器b2和信息服务器a1之间传递信息的信令开销。

本发明提出了基于分层半集中式网络结构实施异构无线网络结构和负载均衡的信令交互的方法，该方法根据分层半集中式网络结构中主用信息服务器a1、资源分配器b1与资源分配器b2的不同工作状态即是否能正常工作就有相应的信令交互方法。

所述的主用信息服务器a1、资源分配器b1与资源分配器b2的不同工作状态是指：

1.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均正常工作。

2.资源分配器b1与资源分配器b2不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1正常工作。

3.主用信息服务器a1不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1和资源分配器b2正常工作。

假定备用信息服务器a2始终处于正常工作状态。

参阅图3，所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法的步骤如下：

1.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽、可用带宽、移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息，并将统计计算到的负载信息传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

2.在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27没有收到资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，则执行主用信息服务器a1接替资源分配器b1与资源分配器b2的信令交互方法，即执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1属于正常工作的信令交互方法。

3.在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收到了资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，资源分配器b1与资源分配器b2将资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算的负载信息传递给主用信息服务器a1。

4.在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2没有收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2，则执行启用备用服务器a2的信令交互方法，即执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2属于正常工作并启用备用服务器a2的信令交互方法；

5.在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2，则继续执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均属正常工作的信令交互方法。

参阅图4，图中是说明当资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均正常工作时，它们之间的信令交互方法的步骤为：

1.各通信系统的无线接入点即通用移动通信系统(Universal MobileTelecommunications System，UMTS)中的Node B，无线局域网(Wireless LocalArea Networks，WLAN)中的AP(Access Point)和全球微波互联接入(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)中的BS(Base Station)，分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

2.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息。

3.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

4.资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤3所述的负载信息In后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送确认消息ACK1。

5.然后，资源分配器b1与资源分配器b2向主用信息服务器a1发送步骤4所述的负载信息In。

6.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到资源分配器b1与资源分配器b2所发送的确认消息ACK1后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送收到确认消息1。

7.主用信息服务器a1在收到步骤5所述的负载信息In后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送确认消息ACK2。

8.资源分配器b1与资源分配器b2收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2后，向主用信息服务器a1发送收到确认消息2。

9.随即，资源分配器b1与资源分配器b2根据从资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收集到的负载信息为该基本网格内部的各无线接入点制定负载均衡策略P1。

10.主用信息服务器a1根据从资源分配器b1与资源分配器b2收集到的负载信息为各基本网格边缘处的无线接入点制定负载均衡策略P2。

11.资源分配器b1与资源分配器b2将步骤9所述的负载均衡策略P1发送给位于其所辖基本网格内部的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

12.主用信息服务器a 1将步骤10所述的负载均衡策略P2发送给位于网格边缘处的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

13.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的步骤11和步骤12所述的负载均衡策略进行整理，解析。

14.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

参阅图5，图中是说明当资源分配器b1与资源分配器b2不能正常工作，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1正常工作时，它们之间的信令交互方法的步骤为：

1.各通信系统的无线接入点(UMTS中的Node B，WLAN系统的AP，WiMAX系统的BS)分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

2.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息。

3.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In资源传递给分配器b1与资源分配器b2。

4.如果在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27没有收到资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，那么资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将认为资源分配器b1与资源分配器b2无法工作，并向主用信息服务器a1发送请求响应信息，请求主用信息服务器a1接替所述无法工作的资源分配器b1与资源分配器b2。

5.主用信息服务器a1在收到步骤4所述的请求响应信息后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送响应消息。

6.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到步骤5所述的响应信息后，向主用信息服务器a1发送步骤3所述的负载信息In。

7.主用信息服务器a1在收到负载信息In后，开始制定基本网格内部和网格边缘的负载均衡策略P。

8.主用信息服务器a1将步骤7所述的负载均衡策略P发送给资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

9.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的负载均衡策略P进行整理，解析。

10.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

参阅图6，图中是说明当主用信息服务器a1不能正常工作，备用信息服务器a2始终处于正常工作状态，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2正常工作时，它们之间的信令交互方法的步骤为：

1.各通信系统的无线接入点(UMTS中的Node B，WLAN系统的AP，WiMAX系统的BS)分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

2.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息。

3.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2。

4.资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤3所述的负载信息In后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送确认消息ACK1。

5.然后，资源分配器b1与资源分配器b2向主用信息服务器a1发送步骤4所述的负载信息In。

6.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到资源分配器b1与资源分配器b2所发送的确认消息ACK1后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送收到确认消息1。

7.如果在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2没有收到主用信息服务器a1所发出的确认消息ACK2，那么资源分配器b1与资源分配器b2将认为主用信息服务器a1无法工作，并向备用信息服务器a2发送请求响应信息，请求备用信息服务器a2接替所述无法工作的主用信息服务器a1。

8.备用信息服务器a2在收到步骤7所述的请求响应信息后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送响应消息。

9.资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤8所述的响应信息后，向备用信息服务器a2发送步骤5所述的负载信息In。

10.资源分配器b1与资源分配器b2根据从资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收集到的负载信息为该基本网格内部的各无线接入点制定负载均衡策略P1。

11.备用信息服务器a2收到负载信息In后，为各基本网格边缘处的无线接入点制定负载均衡策略P2。

12.资源分配器b1与资源分配器b2将步骤10所述的负载均衡策略P1发送给位于其所辖基本网格内部的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

13.备用信息服务器a2将步骤11所述的负载均衡策略P2发送给位于网格边缘处的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27。

14.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的步骤12和步骤13所述的负载均衡策略进行整理，解析。

15.资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

这样，备用信息服务器a2就接管了无法工作的主用信息服务器a1，并执行相应的功能。

Claims (4)

1.一种基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法，其特征在于，所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法的步骤如下：

1)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽、可用带宽、移动台的位置、移动速度和移动方向的相关负载信息，并将统计计算到的负载信息传递给资源分配器b1与资源分配器b2；

2)在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27没有收到资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，则执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1属于正常工作的信令交互方法；

3)在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收到了资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，资源分配器b1与资源分配器b2将资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算的负载信息传递给主用信息服务器a1；

4)在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2没有收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2，则执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2属于正常工作并启用备用服务器a2的信令交互方法；

5)在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2，则执行资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均属正常工作的信令交互方法。

2.按照权利要求1所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法，其特征在于，所述的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1、资源分配器b2和主用信息服务器a1均属正常工作的信令交互方法的步骤如下：

1)各通信系统的无线接入点即通用移动通信系统中的Node B，无线局域网中的AP和全球微波互联接入中的BS，分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

2)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息；

3)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2；

4)资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤3)所述的负载信息In后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送确认消息ACK1；

5)然后，资源分配器b1与资源分配器b2向主用信息服务器a1发送步骤4)所述的负载信息In；

6)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到资源分配器b1与资源分配器b2所发送的确认消息ACK1后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送收到确认消息1；

7)主用信息服务器a1在收到步骤5)所述的负载信息In后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送确认消息ACK2；

8)资源分配器b1与资源分配器b2收到主用信息服务器a1所发送的确认消息ACK2后，向主用信息服务器a1发送收到确认消息2；

9)随即，资源分配器b1与资源分配器b2根据从资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收集到的负载信息为该基本网格内部的各无线接入点制定负载均衡策略P1；

10)主用信息服务器a1根据从资源分配器b1与资源分配器b2收集到的负载信息为各基本网格边缘处的无线接入点制定负载均衡策略P2；

11)资源分配器b1与资源分配器b2将步骤9)所述的负载均衡策略P1发送给位于其所辖基本网格内部的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

12)主用信息服务器a1将步骤10)所述的负载均衡策略P2发送给位于网格边缘处的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

13)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的步骤11)和步骤12)所述的负载均衡策略进行整理，解析；

14)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

3.按照权利要求1所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法，其特征在于，所述的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27和主用信息服务器a1属于正常工作的信令交互方法的步骤如下：

1)各通信系统的无线接入点分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

2)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息；

3)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2；

4)如果在等待时限内，资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27没有收到资源分配器b1与资源分配器b2所发出的确认消息ACK1，那么资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将认为资源分配器b1与资源分配器b2无法工作，并向主用信息服务器a1发送请求响应信息，请求主用信息服务器a1接替所述无法工作的资源分配器b1与资源分配器b2；

5)主用信息服务器a1在收到步骤4)所述的请求响应信息后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送响应消息；

6)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到步骤5)所述的响应信息后，向主用信息服务器a1发送步骤3)所述的负载信息In；

7)主用信息服务器a1在收到负载信息In后，开始制定基本网格内部和网格边缘的负载均衡策略P；

8)主用信息服务器a1将步骤7)所述的负载均衡策略P发送给资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

9)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的负载均衡策略P进行整理，解析；

10)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

4.按照权利要求1所述的基于分层半集中式结构的异构无线网络信令交互方法，其特征在于，所述的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27、资源分配器b1与资源分配器b2属于正常工作并启用备用服务器a2的信令交互方法的步骤如下：

1)各通信系统的无线接入点分别获取其所辖范围内的无线参数信息，并将这些信息传递给相应的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

2)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27统计计算其所辖范围内的已用带宽，可用带宽，移动台的位置、移动速度和移动方向等相关负载信息；

3)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将统计到的负载信息In传递给资源分配器b1与资源分配器b2；

4)资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤3)所述的负载信息In后，向资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27发送确认消息ACK1；

5)然后，资源分配器b1与资源分配器b2向主用信息服务器a1发送步骤4)所述的负载信息In；

6)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27在收到资源分配器b1与资源分配器b2所发送的确认消息ACK1后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送收到确认消息1；

7)如果在等待时限内，资源分配器b1与资源分配器b2没有收到主用信息服务器a1所发出的确认消息ACK2，那么资源分配器b1与资源分配器b2将认为主用信息服务器a1无法工作，并向备用信息服务器a2发送请求响应信息，请求备用信息服务器a2接替所述无法工作的主用信息服务器a1；

8)备用信息服务器a2在收到步骤7)所述的请求响应信息后，向资源分配器b1与资源分配器b2发送响应消息；

9)资源分配器b1与资源分配器b2在收到步骤8)所述的响应信息后，向备用信息服务器a2发送步骤5)所述的负载信息In；

10)资源分配器b1与资源分配器b2根据从资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27收集到的负载信息为该基本网格内部的各无线接入点制定负载均衡策略P1；

11)备用信息服务器a2收到负载信息In后，为各基本网格边缘处的无线接入点制定负载均衡策略P2；

12)资源分配器b1与资源分配器b2将步骤10)所述的负载均衡策略P1发送给位于其所辖基本网格内部的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

13)备用信息服务器a2将步骤11)所述的负载均衡策略P2发送给位于网格边缘处的资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27；

14)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将其收到的步骤12)和步骤13)所述的负载均衡策略进行整理，解析；

15)资源统计器c1、资源统计器c2、...、资源统计器c27将解析后的负载均衡策略发送给其对应的无线接入点，然后各无线接入点执行负载均衡策略。

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