CN102143589B - 异构网络下的网络资源调度方法和无线资源控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异构网络下的网络资源调度方法和无线资源控制器。该方法适用于异构网络中多媒体数据传输，包括：各移动终端每隔第一预定时间测量并确定各自所期望的终端绑定子层数目，将其所期望的终端绑定子层数目及其移动终端类型上报，无线资源控制器每隔第二预定间隔根据移动终端上报的信息来确定网络覆盖区域的转发子层信息，并向移动终端发送该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息；移动终端根据其移动终端类型和所收到的转发子层信息来确定终端子层绑定数目，以按照所确定的终端子层绑定数目来执行多媒体数据的解码和回放，其中转发子层信息表示与该网络覆盖区域需要转发哪些数据子层有关的信息。本发明可更高效地利用网络资源。

Description

异构网络下的网络资源调度方法和无线资源控制器

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言涉及异构网络下的分层流传输的无线资源调度，尤其涉及集成LTE和WLAN网络的异构网络下的联合无线资源调度。

背景技术

下一代无线网络的一个显著特点是无线网络和移动终端(简称终端或接收端)的异构性。异构性指不同速率链路或不同接入技术的相互融合，以及不同接收能力终端的协同工作。例如，在3GPP长期演进技术（LTE，Long TermEvolution）中提出了使LTE和802.11无线局域网（WLAN）相互耦合，从而为用户提供宽带视频数据业务的技术方案。现有的蜂窝网络技术如CDMA2000、TD-SCDMA等的特点在于覆盖范围广、数据传输具有较高可靠性以及数据速率较低等特点，而WLAN网络如802.11b、802.11g等的特点在于覆盖范围仅限于本地办公场所或学校等，且数据传输容易受到无线信道环境影响，具有较高数据速率等。在实际网络布局中这两种网络经常交叉覆盖，因此可以使用可靠的蜂窝网络作为参考网络，将WLAN视为耦合的子网，使得配备有多个无线接口的终端可以同时接入两个网络以享受高速和可靠的数据业务。

联合无线资源管理技术是实现上述异构网络协同工作的关键技术，它主要包含联合无线资源调度、联合呼叫接入控制等，被视为下一代网络实现高速率高质量数据传输的关键技术之一。其中，联合无线资源调度用于处理网络异构特性、为异构终端提供合理资源分配、实现网络的自适应数据传输以及拥塞控制。在传统的数据传输技术中，所有接收端采用统一的数据速率进行传输。然而，在异构网络环境下，采用统一的数据速率进行传输会导致低容量接收端受到网络拥塞的影响，而使得高容量接收端的资源利用率降低。

为了提高异构网络的资源利用率，实现异构协同方式下高效可靠数据传输，提出了一种分层流传输方式的多媒体数据传输方案。分层流多媒体传输的基本原理是对多媒体数据采用分层编码技术，在信源处将多媒体数据压缩成一些数据子层，或称为数据子流。这些数据子层中，将位于最低层的数据子层称为基本数据层，将一个或多个位于基本数据层之上数据子层称为增强数据层。在本申请中，将最低层的基本数据层称为第0层数据子层（或层序号为0的数据子层），将位于基本数据层之上且紧邻基本数据层的增强数据层(即在所有增强数据层中位置最低层的增强数据层)称为第1层数据子层（也称为层序号为1的数据子层），依此类推；此外，将层序号连续的多个数据子层称为连续的数据子层。对各增强数据层的解码依赖于基本数据层和所有比该增强数据层更低层的增强数据层，因此又将这种编码方式称为累积式分层编码。移动终端接收并解码的数据子层数目越多，其所获得的数据质量越高。因此接收端可以根据其接收能力来接收并解码基本数据层和部分增强数据层，低容量接收端能够接收并解码的增强数据层数量较少，高容量接收端能够接收并解码的增强数据层数量较多。该技术通过采用合适的接收数据子层数目来满足不同接受能力的移动终端的接收需求，从而实现异构网络的协同工作。为了实现上述异构网络的分层流传输技术，引入了可重构终端技术。可重构终端配备有多个无线网络接口，可以根据需求同时接入多个无线网络，同时享受不同无线网络的数据传输，从而带来巨大的速率提升。本发明中所述的移动终端均为可重构终端。

当前分层流传输技术在解决网络异构性的同时，也给联合无线资源调度带来了新的挑战。在联合无线资源调度的技术领域内，主要技术内容包括终端子层绑定技术、数据子层分配技术、拥塞控制技术以及流量同步传输技术等。在异构网络环境下，例如，由于LTE网络和WLAN网络采用了完全不同的协议和资源管理模式，传统方式的资源调度策略已经无法解决异构网络下分层流传输的资源调度问题，亟需提出适用于异构网络分层流传输方式的高效完善的资源调度方案。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了异构网络下的网络资源调度方法和资源控制器。

根据本发明的一方面，提供了一种网络资源调度方法，其适用于集成长期演进(LTE)和无线局域网（WLAN）的异构网络中的分层流传输方式的多媒体数据传输，其特征在于，所述网络资源调度方法包括如下步骤：

步骤1：各所述移动终端每隔第一预定间隔进行测量并确定各自所期望的终端绑定子层数目；

步骤2：各所述移动终端将其所期望的终端绑定子层数目及其移动终端类型上报给无线资源控制器；

步骤3：所述无线资源控制器针对各所述网络覆盖区域，每隔第二预定间隔根据网络覆盖区域内所有移动终端上报的所述所期望终端绑定子层数目和移动终端类型来确定该网络覆盖区域的转发子层信息；

步骤4：所述无线资源控制器针对各所述网络覆盖区域，根据网络覆盖区域的转发子层信息来为该网络覆盖区域分配数据子层；

步骤5：针对各所述移动终端，所述无线资源控制器向移动终端发送该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息；

步骤6：移动终端根据其自身的移动终端类型和所接收到的转发子层信息来确定其终端子层绑定数目，以按照所确定的终端子层绑定数目来执行分层流传输方式的多媒体数据的解码和回放；

其中，

所述终端绑定子层数目表示移动终端应当接收的分层流传输方式中的多媒体数据的数据子层数目；

所述网络覆盖区域的转发子层信息表示与该网络覆盖区域需要转发哪些数据子层有关的信息。

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，还包括：

步骤7，所述无线资源控制器检测网络覆盖区域中是否存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；

步骤8，如果所述步骤7中的检测结果为是，则将发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息发送给该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；以及

步骤9，发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端根据其移动终端类型和所接收到的其所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定其终端绑定子层数目。

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，

如果发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端是UE-WLAN型移动终端，则在步骤9中：

当所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处WLAN网络覆盖区域的转发子层信息表明其所处WLAN网络覆盖区域转发第0层数据子层时，则根据其所处网络覆盖区域的转发子层信息、将所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的终端绑定子层数目确定为自第0层数据子层起往上的连续的数据子层的数量；

当所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的WLAN网络覆盖区域的转发子层信息表明其所处WLAN网络覆盖区域未转发第0层数据子层时，则将该移动终端的终端绑定子层数目确定为1。

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，

如果所述移动终端处于LTE网络覆盖区域内，并与基站建立了无线资源控制协议连接，即层3协议（LTE RRC）连接，则在所述步骤2中，所述移动终端通过LTE上行专用控制信道(DCCH)逻辑信道来将其所期望的终端绑定子层数目和移动终端类型经基站发送给无线资源控制器，以及在步骤5中，所述无线资源控制器通过LTE下行DCCH逻辑信道经基站向移动终端发送该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息

如果所述移动终端处于WLAN网络覆盖范围内，且无法与基站建立LTERRC连接，则在所述步骤2中，所述移动终端将其所期望的终端绑定子层数目和移动终端类型通过WLAN媒体接入控制(MAC)管理帧经接入点发送给所述无线资源控制器，以及，在步骤5中，无线资源控制器经接入点将所述转发子层信息通过WLAN MAC管理帧发送给移动终端。

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，当网络发生拥塞时,路由节点以概率Q(L)丢弃第L层数据子层的数据包，其中，

Q(L)=1-e^-tL；

$t=-\frac{\ln \mathrm{\ϵ}}{\hat{L}-1};$

以及，ε满足0<ε≤0.15，

表示数据子层的总层数，L表示数据子层序号， $L=\mathrm{0,1,2},...,\hat{L}-1.$

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，在步骤3中，

将该LTE网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第0层至第L₁-1层，其中，L₁为L(UE-LTE)的任一众数，L(UE-LTE)表示在LTE网络覆盖区域中的UE-LTE型移动终端的终端绑定子层数目的集合；

将与上述LTE网络覆盖区域相耦合的WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第L₁层至第L₂-1层，L₂为L(UE-DUAL)的任一众数，L(UE-DUAL)表示在该WLAN覆盖区域内的UE-DUAL型移动终端的终端绑定子层数目的集合。

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，步骤3中，还包括如下操作：

针对各WLAN网络覆盖区域，如果无线资源控制器接收到了WLAN网络覆盖区域中由UE-WLAN型移动终端上报的所期望的终端绑定子层数目，则将该WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第0层至第L₃-1层和从第L₁层至第L₂-1层的并集，其中，

L₃为L(UE-WLAN)的任一众数；以及

L(UE-WLAN)表示在该WLAN覆盖区域内的UE-WLAN型移动终端的终端绑定子层数目的集合。

根据本发明的又一方面，提供了一种网络资源调度方法，其中，步骤6中：

对于UE-LTE型移动终端，将其终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层数；

对于UE-DUAL型移动终端，将其终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层与WLAN所要传输的数据子层的并集中数据子层的数量；

对于WLAN型移动终端，将其终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的WLAN网络覆盖区域所要传输的自第0层起往上的连续数据子层的数目。

根据本发明的又一方面，还提供了一种无线资源控制器，其适用于集成LTE和WLAN的异构网络中的分层流传输，所述无线资源控制器包括如下模块：

用于检测网络覆盖区域中是否存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的模块；

用于如果检测结果为是，则将根据该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所期望的终端绑定子层数目，并将所确定终端绑定子层数目发送给该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的模块；

用于接收该网络覆盖区域内的各该移动终端所上报的各自的移动终端类型和各自所期望的终端绑定子层数目的模块；

用于针对各网络覆盖区域、根据网络覆盖区域内各移动终端上报的各自的移动终端类型和各自所期望的终端绑定子层数目以及所确定的该网络覆盖区域内发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的终端绑定子层数目来确定该网络覆盖区域的转发子层信息的模块；以及，

用于向各移动终端发送各移动终端所处所处的网络覆盖区域的转发子层信息的模块。

本发明的一个实施例至少具有如下技术效果：

（1）移动终端动态地执行测量，并将期望的终端绑定子层数目上报给无线资源控制器，使得无线资源控制器可以制定出最适合当前网络覆盖内移动终端接收状况的资源分配策略，从而提高了资源分配效率；

（2）每隔一定间隔，无线资源控制器重新制定资源分配策略，可以适应网络状态的变化，动态地优化资源分配，实现资源高效利用；

（3）资源分配的过程中，考虑了终端类型和发生切换的情形，更加切合网络的实际应用特点，从而能够提供较好的服务质量；

（4）当网络发生拥塞时，路由节点在丢弃部分高层数据包时，也丢弃部分低层数据包，对于每一层数据包均以一定概率丢弃，可以更迅速地解决拥塞；

（5）解决了集成LTE和WLAN网络的联合资源调度问题，且适用于实际网络的调度过程，易于在网络中实现。

综上可知，通过本发明，可以优化资源分配并提高服务质量，有利于迅速缓解/消除网络拥塞，以及相比传统技术实现了较好的异构网络的联合资源调度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解为并不旨在将本发明限制于这些实施例；反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1是根据本发明实施例的集成LTE/WLAN网络的异构网络结构示意图；

图2示出图1中集成LTE和WLAN网络的异构网络下三个不同终端的接入路径及各路径的接入速率；

图3和图4是根据本发明第一实施例的网络资源调度方法确定移动终端的终端绑定子层数目的流程示意图；

图5和图6是根据本发明第二实施例的网络资源调度方法中当终端开机或发生切换时确定终端绑定子层数目的流程示意图；

图7是根据本发明第三实施例的网络资源调度方法中拥塞控制的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，以及达成技术效果的实现过程能充分理解，并据以实施。需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，这些均落在本发明的保护范围之内。

在说明根据本发明实施例适用于集成LTE和WLAN网络的异构网络的联合无线资源调度方法之前，先定义如下概念：

终端绑定子层数目，表示该终端应当接收的分层流传输方式中的多媒体数据的数据子层数目，以使所述移动终端依照终端绑定子层数目的数据子层对多媒体分层数据流进行解码和回放。终端绑定子层数目由无线资源控制器和移动终端共同确定。对终端绑定子层数目进行计数时，包括对基本数据层进行计数。

第一实施例

下面结合图1说明根据本发明第一实施例的适用于集成LTE和WLAN网络的异构网络的分层流传输方式中的多媒体数据的联合无线资源调度方法（网络资源调度方法）。

图1示出了典型的集成LTE和WLAN网络的异构网络。附图标记110表示IP骨干网，附图标记140表示远程多媒体服务器，附图标记150为网关，附图标记191、附图标记192和附图标记193分别表示三个不同的移动终端（下文中，亦称为接收端、可重构终端或UE）。附图标记181、附图标记182和附图标记183分别表示分别与基站131（下文中，也称为eNB）、WLAN的接入设备132（下文中，也将WLAN的接入设备称为AP）和AP133所覆盖的三个网络覆盖区域。接收端191处于网络覆盖区域181（LTE区域），接收端192处于网络覆盖区域182(WLAN区域)、接收端193同时处于网络覆盖区域181和网络覆盖区域183(WLAN区域)。由于各移动终端所处网络覆盖区域不同，数据将会经过不同的路由节点转发给网络内的用户。不同的路径其传输速率不同，不同接收端其链路状况也不同，造成了网络的异构性。

图2示出集成LTE和WLAN网络的异构网络下三个不同移动终端的接入路径及各路径的接入速率。在本发明中，根据数据传输路径的不同，移动终端分为三种移动终端类型：

UE-LTE型移动终端，该类型的UE处于LTE覆盖范围内，且不位于任何接入点（AP）内；

UE-DUAL型移动终端，该类型的UE处于LTE和WLAN双模覆盖范围内，拥有最高接入带宽，可以同时接入两个子网，接收到较多数量的数据子层，享受高的服务质量（QoS）；

UE-WLAN型移动终端，该类型的UE由于处于LTE覆盖范围之外、或由于链路状况差等因素而不能通过LTE网络通信，但位于WLAN覆盖范围之内。

UE-DUAL型移动终端不但接收由LTE网络向其传输的自基本数据层起往上的连续的数据子层，而且还接收由WLAN网络向其传输的、除与该WLAN网络覆盖区域所耦合的LTE网络覆盖区域所传输的数据子层之外的连续的数据子层；

UE-LTE型移动终端仅接收由LTE网络向其传输的自基本数据层起往上的连续的数据子层；

而UE-WLAN型移动终端则只接收由WLAN网络通过AP向其转发（传输）的自基本数据层起往上的数据子层。

因此存在UE-WLAN型移动终端的WLAN网络覆盖区域的AP所转发的数据子层为自基本数据层往上的连续的数据子层，而不仅仅转发增强数据层，此时WLAN传输的数据子层的起始层序号等于0。

换而言之，当监测到WLAN网络覆盖区域中不存在UE-WLAN型移动终端时，该WLAN网络覆盖区域的AP可以只转发(传输)比LTE网络所传输的增强数据层更高层的增强数据层；而当监测到WLAN网络覆盖区域中存在时UE-WLAN型移动终端，该WLAN网络覆盖区域的AP不但要转发基本数据层，而且还可能要转发增强数据层。

下面结合图2来说明这三种类型移动终端在分层流传输系统中的数据接收路径。

在本实施例中，移动终端191为UE-LTE型，仅通过LTE网络来传输数据，传输速率为R_LTE；移动终端192为UE-WLAN型，仅通过WLAN网络来传输数据，传输速率为R_WLAN；以及终端193为UE-DUAL型，通过WLAN网络和LTE网络来传输数据，传输速率为R_WLAN+R_LTE。传输速率越高，移动终端可以接收的分层数据的子层数目越多。

根据本发明实施例的联合无线资源调度方法适用于集成LTE和WLAN的异构网络中的分层流传输方式的多媒体数据传输。以下参考图3和图4来说明本实施例。根据本实施例的无线资源调度方法针对各个网络覆盖区域执行如下步骤来分别确定各网络覆盖区域的转发子层信息和位于网络覆盖区域内的移动终端的终端绑定子层数目，其中，网络覆盖区域的转发子层信息指与该网络覆盖区域需转发哪些数据子层有关的信息：

步骤1：

各移动终端每隔第一预定间隔进行测量，并通过测量来确定各自所期望的终端绑定子层数目；

步骤2：

各移动终端将其所期望的终端绑定子层数目和移动终端类型上报给无线资源控制器；

步骤3：

针对各网络覆盖区域，无线资源控制器每隔第二预定间隔根据网络覆盖区域内所有移动终端上报的所期望的终端绑定子层数目和移动终端类型来确定与各网络覆盖区域需转发哪些数据子层有关的转发子层信息。

步骤4：

无线资源控制器针对各所述网络覆盖区域，根据网络覆盖区域的转发子层信息来为该网络覆盖区域分配数据子层。

步骤5：

针对各移动终端，无线资源控制器将与该移动终端对应的网络覆盖区域的转发子层信息发送给相应的移动终端。

步骤6：

各移动终端根据其自身的移动终端类型和所接收到的转发子层信息来确定自身的终端子层绑定数目，以按照所确定的终端子层绑定数目来执行分层流传输方式的多媒体数据的解码和回放。

在步骤1中，移动终端所测量的信息可以包括传输速率、移动终端缓存数据接收状况、设备型号及处理能力等，并根据所测得的信息来确定该移动终端所期望的终端绑定子层数目。

在步骤2中，移动终端通过LTE连接或WLAN连接将步骤1中确定的移动终端所期望的终端绑定子层数目进行上报。

更具体地，如果移动终端处于LTE网络覆盖区域内，并与基站建立了LTE RRC连接，亦即处于长期演进技术无线资源控制协议（LTE RRC，LongTerm Evolution Radio Resource Control，即层3协议）的RRC_CONNECTED状态，则移动终端将其所期望的终端绑定子层数目和移动终端的类型通过LTE上行专用控制信道（DCCH，Dedicated Control CHannel）逻辑信道经基站发送给无线资源控制器，此时移动终端可能是UE-LTE型或者UE-DUAL型移动终端。

如果所述移动终端处于WLAN网络覆盖范围内，且无法与基站建立LTERRC连接，则将其终端绑定子层数目和移动终端类型通过WLAN介质访问控制（MAC，media access control）管理帧经接入点上报（传输）至无线资源控制器，此时移动终端是UE-WLAN型终端。

更具体地，例如，使用至少2比特信息表示移动终端类型，4比特信息表示终端子层绑定数目，并根据需求添加其他控制信息，移动终端将按照该格式生成的报文发送给无线资源控制器。

在步骤3中，无线资源控制器收集各移动终端上报的所期望的终端绑定子层数目和移动终端的类型，并每隔第二预定间隔根据一网络覆盖区域内所有移动终端上报的移动终端所期望的终端绑定子层数目和移动终端的类型来确定各网络覆盖区域需要转发哪些数据子层，作为与该网络覆盖区域的转发子层信息。

更具体地，首先，对于LTE网络覆盖区域的转发子层信息，以L(UE-LTE)表示在LTE网络覆盖区域中的UE-LTE型移动终端的终端绑定子层数目的集合，则可将该LTE网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第0层至第L₁-1层，其中，L₁为L(UE-LTE)的任一众数(本文中，众数表示一组数据中出现次数最多的数值)。

然后，对于与上述LTE网络覆盖区域相耦合的WLAN网络覆盖区域的转发子层信息，可将该WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第L₁层至第L₂-1层，其中，L(UE-DUAL)表示在该WLAN覆盖区域内的UE-DUAL型移动终端的终端绑定子层数目的集合，L₂为L(UE-DUAL)的任一众数。

优选地，为了考虑WLAN网络覆盖区域中可能存在UE-WLAN型终端的情况，在步骤3中，还可包括如下操作：

如果无线资源控制器接收到了由UE-WLAN型移动终端上报的所期望的终端绑定子层数目，，则，以L(UE-WLAN)表示在该WLAN覆盖区域内的UE-WLAN型移动终端的终端绑定子层数目的集合，以L₃表示L(UE-WLAN)的任一众数，可将该WLAN网络覆盖区域的转发子层信息确定为该WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层为第0层至第L₃-1层和第L₁层至第L₂-1层所组成的并集。

此外，无线资源控制器也可以基于各终端所确定并发来的终端绑定子层数目采用其它表达式来确定各网络覆盖区域所要转发的数据子层，不限于采用选取众数的方式，例如也可将上述选取众数的方式改为取最大值、次大值以及通过其他统计方式得出的值。

在步骤4中，无线资源控制器根据步骤3所确定的结果(转发子层信息)来为各个网络覆盖区域分配相应的数据子层。

更具体地，使得各接入点（例如，AP132和AP133）或基站（eNB132）所对应的接入路径所传输的数据子层为步骤3中所确定的与各接入点对应的网络覆盖区域所要转发的数据子层。

在步骤5中，更具体地，针对各移动终端，无线资源控制器将步骤3所确定的结果(转发子层信息)发送给相应的移动终端。

更具体地，如果移动终端处于LTE网络覆盖区域内，并与基站建立了LTE RRC连接，亦即处于LTE RRC协议的RRC_CONNECTED状态，则无线资源控制器经基站将该移动终端所处的LTE网络覆盖区域的转发子层信息通过LTE下行DCCH逻辑信道发送给该移动终端，此时该移动终端可能是UE-LTE型或者UE-DUAL型移动终端；

如果所述移动终端处于WLAN网络覆盖范围内，且无法建立LTE RRC连接，则无线资源控制器经接入点将该移动终端所处的WLAN网络覆盖区域相的转发子层信息通过WLAN MAC管理帧发送给移动终端，此时移动终端是UE-WLAN型终端。

在步骤6中，移动终端根据其自身的类型和所接收到的转发子层信息来确定自身的终端子层绑定数目。

更具体地，对于UE-LTE型移动终端，可根据UE-LTE型的移动终端从无线资源控制器接收到的转发子层信息，将该UE-LTE型移动终端的终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层数。例如，当根据该移动终端从无线资源控制器接收到的转发子层信息表明该移动终端所处LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层为0至L₁-1时，可将该移动终端的终端绑定子层数目确定为L₁。

对于UE-DUAL型移动终端，可根据UE-DUAL型的移动终端从无线资源控制器接收到的转发子层信息，将UE-DUAL型移动终端的终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层与WLAN所要传输的数据子层的并集的元素个数。例如，当根据该移动终端从无线资源控制器接收到的转发子层信息表明其所处LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层为0至L₁-1,且其所处WLAN网络覆盖区域所要传输的数据子层为L₁至L₂-1时，则可将该移动终端的终端绑定子层数目确定为L₂。对于UE-WLAN型移动终端，可根据UE-WLAN型移动终端从无线资源控制器接收到的转发子层信息，将该UE-WLAN型移动终端的终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的WLAN网络覆盖区域所要传输的自第0层起往上的连续数据子层的数目。例如，当UE-WLAN型移动终端从无线资源控制器接收到的转发子层信息表示其所处的WLAN网络覆盖区域所要传输的数据子层为0至L₃-1以及L₁至L₂-1时，如果L₃-1＜L₁，表明该WLAN网络覆盖区域传输的数据子层不连贯，这种情况下，则可将该UE-WLAN型移动终端的终端绑定子层数目确定为L₃。

第二实施例

下面参考图5和图6来说明本实施例。根据本实施例的所述网络资源调度方法适用于移动终端开机或者发生切换的情况，本实施例在第一实施例的基础上，当无线资源控制器检测到存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端时，执行如下步骤：

步骤7，无线资源控制器周期性地检测是否存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；

步骤8，如果无线资源控制器判断为检测到存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端，则将发生开机事件或发生类型切换事件的该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息发送给该(相应)发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；以及

步骤9，发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端根据所接收到的其所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定其终端绑定子层数目，这样，使得该移动终端能够根据该终端绑定子层数目和移动终端的类型来执行分层流传输方式的多媒体数据的接收、解码和回放。

在步骤8中，更具体地，如果发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端仅处于LTE网络覆盖区域内或同时处于LTE网络覆盖区域和WLAN网络覆盖区域，并与基站建立了LTE RRC连接，亦即处于LTE RRC协议的RRC_CONNECTED状态，则无线资源控制器经由基站将发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的转发子层信息通过LTE下行DCCH逻辑信道发送给发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端，此时移动终端可能是UE-LTE型或者UE-DUAL型移动终端。

如果所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端仅处于WLAN网络覆盖范围内，且无法与基站建立RRC连接，则无线资源控制器经由接入点将发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息通过WLAN MAC管理帧发送给移动终端。此时移动终端是UE-WLAN型终端。

更具体地，例如，至少使用8比特信息表示转发子层信息，并根据需求添加其他控制信息，按照该格式生成报文由无线资源控制器发送给发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端。

在步骤9中，更具体地，如果发生开机事件的（刚开机的）或发生类型切换事件的(刚切换的)移动终端是UE-LTE型移动终端，可根据其从无线资源控制器接收到的所处LTE网络覆盖区域的转发子层信息来确定其终端绑定子层数目，将终端绑定子层数目确定为其所处LTE网络覆盖区域所要转发的数据子层数目。如果发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端是UE-DUAL型移动终端，则可根据从无线资源控制器接收到的其所处LTE网络覆盖区域的转发子层信息与其从无线资源控制器接收到的所处WLAN网络覆盖区域的转发子层信息来确定其终端绑定子层数目，例如，可将其终端绑定子层数目确定为该其所处LTE网络覆盖区域所要转发的数据子层与其从无线资源控制器接收到的所处WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层的并集中数据子层的数目。

如果发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端是UE-WLAN型移动终端，则可根据其从无线资源控制器接收到的所处WLAN网络覆盖区域的转发子层信息来确定其终端绑定子层数目。

具体地，例如，当发生开机事件或发生类型切换事件的UE-WLAN型移动终端所处WLAN网络覆盖区域的转发子层信息表明其所处WLAN网络覆盖区域转发第0层数据子层时，亦即，该WLAN网络覆盖区域已经存在其它UE-WLAN型移动终端时，则根据其所处网络覆盖区域的转发子层信息、将该移动终端的终端绑定子层数目确定为自第0层数据子层起往上的连续的数据子层的数量；另一方面，当所处WLAN网络覆盖区域的转发子层信息表明其所处WLAN网络覆盖区域未转发第0层数据子层时，亦即，该WLAN网络覆盖区域不存在其它UE-WLAN型移动终端时，将该移动终端的终端绑定子层数目确定为1，从而能够在尽量不影响其它UE-DUAL型移动终端的前提下为该发生开机事件或者发生切换事件的UE-WLAN型移动终端提供额外的基本数据层传输服务。

此外，对于发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端，无线资源控制器还可根据该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定该移动终端得所期望的终端绑定子层数目，这样，无线资源控制器能够在该移动终端上报其所期望的终端绑定子层数目之前，基于从各移动终端接收到的所期望的终端绑定子层数目、由无线资源控制器确定的发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所期望的终端绑定子层数目、以及各移动终端的类型，来确定与各网络覆盖区域所要转发哪些数据子层有关的转发子层信息。也就是说，在该实施例中，无线资源控制器能够在该移动终端上报其所期望的终端绑定子层数目之前，在对发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端加以考虑的基础上进行本实施例的步骤3，这样，进一步使得网络资源调度更加合理。

在本实施例中，确定终端绑定子层数目时，特别地考虑了刚开机终端和刚发生切换的终端，从而能够提高资源调度的鲁棒性，大大提高了网络性能，加之容易在实际网络中实现，从而具有很好的普及性和商业应用前景。

第三实施例

下面参考图7来说明本实施例。在本实施例中，依然可采用前述各实施例的调度方法。本实施例与前述各实施例的主要区别是本实施例对拥塞处理机制进行了创新改进。需重点说明的是，本实施例的方法可与本发明任一实施例相结合实施。

传统的技术方案认为，当拥塞发生时，路由节点应当执行优先级丢弃策略，即最先丢弃低优先级的高层数据包，后丢弃高优先级的低层数据包。这样做尽管保护了低层数据包的传输，但是，这种传统的数据包丢弃策略无法迅速解决拥塞，极易导致网络整体性能维持在低水平。

在本实施例中，当网络发生拥塞时，路由节点在丢弃部分高层数据包时，也丢弃部分低层数据包。

具体地，由于移动终端在执行测量过程中，根据丢包率抖动率等数据接收指标来确定其所期望的终端绑定子层数目，这样，在数据完整接受时，移动终端有可能鼓励终端绑定更高层数据。藉此，根据本实施例，在拥塞发生时，路由节点不仅丢弃一些高层的（部分或全部）数据包，也适当丢弃低层的部分数据包，即使得终端缓存内出现低层数据包的丢失，从而能警告该终端由于当前的终端绑定子层数目过高而导致了拥塞，降低了其数据接收指标，进而迫使该终端降低绑定子层数目。这样，可以迅速解决拥塞。

优选地，将丢弃概率记为Q(L)，更具体地，表示当网络拥塞发生时，路由节点以概率Q(L)丢弃第L层数据子层的数据包，L表示数据层序号，满足Q(0)=0，Q(+∞)=1，且满足对于最高层

例如，可使用负指数函数进行描述，有Q(L)=1-e^-tL

满足   $Q\left(\hat{L}\right)=1-e^{-t\hat{L}}$

$t=-\frac{\ln [1-Q\left(\hat{L}\right)]}{\hat{L}}$

令   $Q\left(\hat{L}\right)=1-\mathrm{\&epsiv;},$

则   $t=-\frac{\ln \mathrm{\&epsiv;}}{\hat{L}-1}$

其中ε为小概率数值，可以根据期望的拥塞控制的强度取为0.1及其附近数值，例如大于0小于等于0.15。

为数据子层的总层数，L表示数据子层序号，

在路由节点中使用概率Q(L)丢弃对第L层数据包进行丢弃，将会使得移动终端在执行测量时尽快发现拥塞现象，并迅速降低期望的终端绑定子层数目，从而进一步减少各网络覆盖区域转发的子层数目，因此可以有效完成拥塞控制的任务。

根据本实施例，当网络发生拥塞时，各终端绑定子层数目会相应调整，进而，最终表现在各网络覆盖区域的转发子层信息上，使网络转发的数据子层数目减少，从而使得能够自适应地缓解或消除拥塞。

第四实施例

本发明还提供了一种无线资源控制器。该无线资源控制器适用于集成LTE和WLAN的异构网络中的分层流传输。所述无线资源控制器执行如下步骤来确定各网络覆盖区域的转发子层信息：

检测网络覆盖区域中是否存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；

针对各网络覆盖区域，如果无线资源控制器判断为检测到网络覆盖区域中存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端，则根据发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所期望的终端绑定子层数目，并将所确定的移动终端所期望的终端绑定子层数目发送给该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；

接收该网络覆盖区域内的各该移动终端所上报的各自的移动终端类型和各自所期望终端绑定子层数目以及；

根据该网络覆盖区域内各移动终端上报的各自的移动终端类型和各自所期望的终端绑定子层数目、以及所确定的该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的所期望的终端绑定子层数目，来确定该网络覆盖区域的转发子层信息；

无线资源控制器向移动终端发送该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息。

其它实施例

本领域技术人员可知，上述实施例的各步骤可相互结合组成其它实施例。

特别地，第二实施例的各步骤和第一实施例的各步骤的执行是可相互结合的。例如，当无线资源控制器检测到存在刚开机的移动终端时，可立即执行第二实施例的各步骤以确定该刚开机(发生开机事件)或刚切换（发生切换事件）的终端的终端绑定子层数目，此时，可替代地，在第一实施例的步骤3中，无线资源控制器还可每隔第二预定时间间隔根据一网络覆盖区域内的根据上述步骤所确定的该刚开机或刚切换的终端所期望的终端绑定子层数目、以及该网络覆盖区域内的所有移动终端上报的移动终端所期望的终端绑定子层数目和移动终端的类型，来确定该网络覆盖区域的网络绑定子层数目。

此外，无线资源控制器可以通过以第三预定间隔（例如，预设固定间隔或遵循预设规则的可变间隔等）执行各实施例的步骤，以不断调整各网络覆盖区域的网络绑定子层数目，从而实现对无线资源的调度，也可以在检测到存在刚发生切换的移动终端或刚开机的移动终端时执行上述各步骤，以实现对无线资源的调度。

Claims (9)

1.一种网络资源调度方法，其适用于集成长期演进(LTE)和无线局域网（WLAN）的异构网络中的分层流传输方式的多媒体数据传输，其特征在于，所述网络资源调度方法包括如下步骤：

步骤1：各移动终端每隔第一预定间隔进行测量并确定各自所期望的终端绑定子层数目；

步骤2：各所述移动终端将其所期望的终端绑定子层数目及其移动终端类型上报给无线资源控制器；

步骤3：所述无线资源控制器针对各网络覆盖区域，每隔第二预定间隔根据所述网络覆盖区域内所有移动终端上报的所述所期望终端绑定子层数目和移动终端类型来确定该网络覆盖区域的转发子层信息；

步骤4：所述无线资源控制器针对各所述网络覆盖区域，根据网络覆盖区域的转发子层信息来为该网络覆盖区域分配数据子层；

步骤5：针对各所述移动终端，所述无线资源控制器向移动终端发送该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息；

步骤6：移动终端根据其自身的移动终端类型和所接收到的转发子层信息来确定其终端子层绑定数目，以按照所确定的终端子层绑定数目来执行分层流传输方式的多媒体数据的解码和回放；

其中，

所述终端绑定子层数目表示移动终端应当接收的分层流传输方式中的多媒体数据的数据子层数目；

所述网络覆盖区域的转发子层信息表示与该网络覆盖区域需要转发哪些数据子层有关的信息。

2.根据权利要求1所述的网络资源调度方法，其特征在于，还包括：

步骤7，所述无线资源控制器检测网络覆盖区域中是否存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；

步骤8，如果所述步骤7中的检测结果为是，则将发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息发送给该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端；以及

步骤9，发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端根据其移动终端类型和所接收到的其所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定其终端绑定子层数目。

3.根据权利要求2所述的网络资源调度方法，其特征在于，

如果发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端是UE-WLAN型移动终端，则在步骤9中：

当所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处WLAN网络覆盖区域的转发子层信息表明其所处WLAN网络覆盖区域转发第0层数据子层时，则根据其所处网络覆盖区域的转发子层信息、将所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的终端绑定子层数目确定为自第0层数据子层起往上的连续的数据子层的数量；

当所述发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的WLAN网络覆盖区域的转发子层信息表明其所处WLAN网络覆盖区域未转发第0层数据子层时，则将该移动终端的终端绑定子层数目确定为1。

4.根据权利要求1所述的网络资源调度方法，其特征在于，

如果所述移动终端处于LTE网络覆盖区域内，并与基站建立了无线资源控制协议连接，即层3协议（LTE RRC）连接，则在所述步骤2中，所述移动终端通过LTE上行专用控制信道(DCCH)逻辑信道来将其所期望的终端绑定子层数目和移动终端类型经基站发送给无线资源控制器，以及在步骤5中，所述无线资源控制器通过LTE下行DCCH逻辑信道经基站向移动终端发送该移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息；

如果所述移动终端处于WLAN网络覆盖范围内，且无法与基站建立LTERRC连接，则在所述步骤2中，所述移动终端将其所期望的终端绑定子层数目和移动终端类型通过WLAN媒体接入控制(MAC)管理帧经接入点发送给所述无线资源控制器，以及，在步骤5中，无线资源控制器经接入点将所述转发子层信息通过WLAN MAC管理帧发送给移动终端。

5.根据权利要求1所述的网络资源调度方法，其特征在于，当网络发生拥塞时,路由节点以概率Q(L)丢弃第L层数据子层的数据包，其中，

Q(L)=1-e^-tL；

$t=-\frac{\ln \mathrm{\&epsiv;}}{\hat{L}-1};$

以及，ε满足0<ε≤0.15，表示数据子层的总层数，L表示数据子层序号，L=0,1,2,...,

6.根据权利要求1至5中任一项所述的网络资源调度方法，其特征在于，在步骤3中，

将该LTE网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第0层至第L₁-1层，其中，L₁为L(UE-LTE)的任一众数，L(UE-LTE)表示在LTE网络覆盖区域中的UE-LTE型移动终端的终端绑定子层数目的集合；

将与上述LTE网络覆盖区域相耦合的WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第L₁层至第L₂-1层，L₂为L(UE-DUAL)的任一众数，L(UE-DUAL)表示在该WLAN覆盖区域内的UE-DUAL型移动终端的终端绑定子层数目的集合。

7.根据权利要求6中任一项所述的网络资源调度方法，其特征在于，步骤3中，还包括如下操作：

针对各WLAN网络覆盖区域，如果无线资源控制器接收到了WLAN网络覆盖区域中由UE-WLAN型移动终端上报的所期望的终端绑定子层数目，则将该WLAN网络覆盖区域所要转发的数据子层确定为第0层至第L₃-1层和从第L₁层至第L₂-1层的并集，其中，

L₃为L(UE-WLAN)的任一众数；以及

L(UE-WLAN)表示在该WLAN覆盖区域内的UE-WLAN型移动终端的终端绑定子层数目的集合。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的网络资源调度方法，其特征在于，步骤6中：

对于UE-LTE型移动终端，将其终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层数；

对于UE-DUAL型移动终端，将其终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的LTE网络覆盖区域所要传输的数据子层与WLAN所要传输的数据子层的并集中数据子层的数量；

对于WLAN型移动终端，将其终端绑定子层数目确定为该移动终端所处的WLAN网络覆盖区域所要传输的自第0层起往上的连续数据子层的数目。

9.一种无线资源控制器，其适用于集成LTE和WLAN的异构网络中的分层流传输，特征在于，所述无线资源控制器包括如下模块：

用于检测网络覆盖区域中是否存在发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的模块；

用于如果检测结果为是，则将根据该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所处的网络覆盖区域的转发子层信息来确定该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端所期望的终端绑定子层数目，并将所确定终端绑定子层数目发送给该发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的模块；

用于接收该网络覆盖区域内的各该移动终端所上报的各自的移动终端类型和各自所期望的终端绑定子层数目的模块；

用于针对各网络覆盖区域、根据网络覆盖区域内各移动终端上报的各自的移动终端类型和各自所期望的终端绑定子层数目以及所确定的该网络覆盖区域内发生开机事件或发生类型切换事件的移动终端的终端绑定子层数目来确定该网络覆盖区域的转发子层信息的模块；以及，

用于向各移动终端发送各移动终端所处所处的网络覆盖区域的转发子层信息的模块。

Images