CN106686661A

CN106686661A - 一种异构网络的数据分流方法

Info

Publication number: CN106686661A
Application number: CN201510757043.9A
Authority: CN
Inventors: 李亚萌; 王瑞; 闫剑龙; 朱元萍
Original assignee: Shanghai Research Center for Wireless Communications
Current assignee: Shanghai Research Center for Wireless Communications
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: CN106686661B

Abstract

本发明提供一种异构网络的数据分流方法，所述异构网络至少包括第一网络和第二网络，且为不同的无线网络，当所述第二网络容量有余量，且具有MU-MIMO能力，所述第一网络负载过高或网络拥堵时，第一网路将自身的部分用户数据卸载分流至所述第二网络；所述第二网络对所述第一网络卸载分流的用户进行数据传输的处理。本发明能够使MU-MIMO达到最大利用率，在较少的信令开销下，补足通信网络MU-MIMO的最大数目，提高系统资源利用率及吞吐量。

Description

一种异构网络的数据分流方法

技术领域

本发明涉及一种数据分流方法，特别是涉及一种异构无线网络中的数据分流方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，为满足用户对网络吞吐量、网络速率的要求，异构网的出现解决了单一网络负荷高、吞吐量下降的问题，但是对于异构网的数据分流问题，一直是人们不断探索的课题。以WLAN与LTE系统共存的异构网场景为例，目前的数据分流方案通常是由用户分别评估在两个网络中的接收信号质量，结合网络的负载、回程带宽等网络情况进行接入网络的选择或是数据分流的决策。这种由用户主导的分流方式并没有考虑网络的整体性能，如何实现异构网络间更加灵活的数据分流，并能实现网络性能的优化、资源最大化的利用，是目前所要解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种异构网络的数据分流方法，用于解决现有技术中异构网络系统效用低、资源得不到最大化利用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种异构网络的数据分流方法，所述异构网络至少包括第一网络和第二网络，所述第一网络和所述第二网络为不同的无线网络，所述数据分流方法包括以下步骤：S1，所述第一网络和所述第二网络分别获取当前网络状态信息；S2，所述第二网络向所述第一网络发送其当前网络状态信息；S3，所述第一网络根据所述第二网络发送的网络状态信息判断所述第二网络容量是否有余量，且是否具有MU-MIMO能力，若第二网络容量有余量且具有MU-MIMO能力，则执行步骤S4；否则，执行步骤S1；S4，所述第一网络根据自身网络状态判断负载是否过高或网络是否拥堵，若为是，则执行步骤S5；否则，执行步骤S1；S5，所述第一网络将自身的部分用户数据卸载分流至所述第二网络；S6，所述第二网络对所述第一网络卸载分流至其下的用户进行数据传输的处理。

于本发明的一实施例中，所述步骤S5还具体包括如下步骤：S51，所述第一网络向所述第二网络发送卸载用户列表及用户状态信息；S52，所述第一网络将卸载用户数据卸载至所述第二网络下。

于本发明的一实施例中，所述用户列表包括用户ID，所述状态信息包括用户业务类型、位置、信道状态信息。

于本发明的一实施例中，步骤S6具体操作为：所述第二网络根据所述第一网络提供的所述用户列表及所述用户状态信息判断当前新加入用户是否适合进行MU-MIMO传输，并根据相应的协议规定利用所述接收用户的用户状态信息将适合进行MU-MIMO传输的用户进行MU-MIMO分组配对，以及将不适合进行MU-MIMO传输的用户进行SU-MIMO传输或退回至所述第一网络。

于本发明的一实施例中，所述异构网为蜂窝分层网，所述第一网络为宏蜂窝，第二网络为微蜂窝。

于本发明的一实施例中，微蜂窝为pico cell、micro cell、femto cell、relay node。

于本发明的一实施例中，步骤S52具体操作为：所述第一网络对卸载用户列表中的用户连接状态进行判断，若用户只连接所述第一网络，所述第一网络向其发出指令，令它们连接所述第二网络后再进行卸载分流；若用户同时连接所述第一网络和所述第二网络，所述第一网络向其发出指令，令它们维持同时连接所述第一网络和所述第二网络的双链接后，再进行卸载分流。

于本发明的一实施例中，所述异构网为蜂窝网络与WLAN共存的异构网，所述第一网络为蜂窝网络，所述第二网络为WLAN。

于本发明的一实施例中，用于被分流的用户需同时连接所述第一网络和所述第二网络。

于本发明的一实施例中，步骤S52具体操作为：所述第一网络向卸载用户列表中的用户发送指令触发其在所述第二网络下的活跃状态，再进行卸载分流。

如上所述，本发明的一种异构网络的数据分流方法，具有以下有益效果：本发明考虑在网络配置多用户多输入多输出MU-MIMO的情况下，能够使微蜂窝下的MU-MIMO或WLAN下的MU-MIMO达到最大利用率，在较少的信令开销下，补足通信网络MU-MIMO的最大数目，提高系统资源利用率及吞吐量。

附图说明

图1显示为本发明的异构网络的数据分流流程图。

图2显示为本发明的实施方式一的数据分流流程图。

图3显示为本发明的实施方式二的数据分流流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1-图3，本发明提供一种异构网络的数据分流方法，应用于网络间的数据分流，可实现系统的性能提升，避免资源浪费。

图1为本发明的一种异构网络的数据分流方法的流程图，本发明的异构网络至少包括第一网络和第二网络，所述第一网络和所述第二网络为不同的无线网络，分流方法包括以下步骤：S1，所述第一网络和所述第二网络分别获取当前网络状态信息，网络状态是指负载、拥堵情况、是否具有MU-MIMO(多用户多输入多输出)能力等；S2，所述第二网络向所述第一网络发送其当前网络状态信息；S3，所述第一网络根据所述第二网络发送的网络状态信息判断所述第二网络容量是否有余量，且是否具有MU-MIMO能力，若所述第二网络容量有余量且具有MU-MIMO能力，则执行步骤S4；否则，执行步骤S1；S4，所述第一网络根据自身网络状态判断负载是否过高或网络是否拥堵，若为是，则执行步骤S5；否则，执行步骤S1；S5，所述第一网络将自身的部分用户数据卸载分流至所述第二网络，具体包括如下步骤：S51，所述第一网络向所述第二网络发送卸载用户列表及用户状态信息；S52，所述第一网络将卸载用户数据卸载至所述第二网络下。其中，用户列表包括用户ID，状态信息包括用户业务类型、位置、信道状态信息。S6，所述第二网络对所述第一网络卸载分流至其下的用户进行数据传输的处理，具体操作步骤为：所述第二网络根据所述第一网络提供的所述用户列表及所述用户状态信息判断当前新加入用户是否适合进行MU-MIMO传输，并根据相应的协议规定利用所述接收用户的用户状态信息将适合进行MU-MIMO传输的用户进行MU-MIMO分组配对，以及将不适合进行MU-MIMO传输的用户进行SU-MIMO(单用户多输入多输出)传输或退回至所述第一网络，其中退回的方式依旧采用数据卸载的方式，具体操作方法与步骤S5中所述第一网络的卸载方法相同。

通常所说的异构网可以指蜂窝网络中的分层网(由宏蜂窝与小蜂窝构成)和多制式共存的异构无线网络。本发明适用于上述两种异构网络，能够实现小区间或异系统间更加灵活的数据分流。在蜂窝宏基站覆盖范围内存在微蜂窝基站、WLAN AP及与蜂窝基站共站址的AP。用户可以通过两条传输链路接入两个网络。用户建立两条传输链路的方式可以基于当前R12版本的双链接(Dual Connectivity，DC)或LTE-WLAN Aggregation等架构或技术。两条链接可以分别为WLAN网络与蜂窝网络，或蜂窝网络的宏基站与微基站。

为了方便描述，这里将作为数据锚点的宏蜂窝称为第一网络，将受控网络微蜂窝或WLAN网络称为第二网络。第一网络覆盖范围广，接入了大量的用户，负载较高，造成网络拥堵或用户体验较差；第二网络覆盖范围小，接入用户少，但是由于第二网络中接入点用了MU-MIMO等技术，有能力为更多的用户服务，网络容量有提升空间。此时，第一网络的接入点可将部分用户卸载至第二网络接入点下进行数据传输。由于第一网络为整体架构的数据锚点，掌控网络的数据分流及调度，因此第一网络接入点清楚的了解用户的分布及相应传输环境，使得第一网络接入点可以向第二网络接入点提供该类信息。具体方式为：第一网络接入点向第二网络接入点发送卸载用户列表及相关状态信息。其中卸载用户列表包含用户ID，用来表明卸载用户的身份信息，用户相关状态信息可为用户位置、业务类型、信道状态信息等。然后由第一网络接入点将卸载用户数据卸载分流到第二网络接入点下。最后第二网络接入点根据收到的用户列表以及用户状态信息快速判断用户是否适合进行MU-MIMO传输及迅速进行MU-MIMO的分组配对，避免了第二网络接入点与卸载用户间重新进行状态信息的询问与反馈。第一网络接入点进行用户数据卸载遵循3GPP相应协议中的规定，第二网络接入点进行MU-MIMO传输判断及用户分组配对需要遵循3GPP或IEEE相应协议中关于MU-MIMO配置的规定。

下面以异构分层网和蜂窝网与WLAN共存的异构网为例对本发明作进一步的说明。

实施方式一：

如图2所示为蜂窝分层网中数据分流的流程图，用MeNB代表宏蜂窝基站，用SeNB代表微蜂窝基站，两基站间可通过无线的方式进行信息交互。

首先，MeNB、SeNB进行当前网络状态的检测，检测网络的负载、拥堵情况以及是否有MU-MIMO能力等；SeNB向MeNB发送其网络状态信息；MeNB根据SeNB发送的网络状态信息判断SeNB容量是否有余量，且是否具有MU-MIMO能力，并根据自身网络状态判断负载是否过高或网络是否拥堵，若SeNB容量有余量且具有MU-MIMO能力、MeNB自身负载过高或网络拥堵，则执行分流操作；否则，重复执行前述操作；当MeNB负载过高或网络拥堵，而SeNB容量有余量，且有MU-MIMO能力时，MeNB会将部分用户卸载至SeNB下。具体操作步骤为：MeNB向SeNB发送卸载用户列表及用户状态信息，包括用户ID、位置、业务类型、信道状态信息。MeNB对卸载用户列表中的用户连接状态进行判断，若用户只连接MeNB，MeNB向其发出指令，令它们连接SeNB后，MeNB将用户数据卸载至SeNB；若用户同时连接MeNB和SeNB，MeNB向其发出指令，令它们维持同时连接MeNB和SeNB的双链接后，MeNB将用户数据卸载至SeNB。MeNB将用户数据卸载至SeNB后，SeNB根据MeNB提供的所述用户列表及所述用户状态信息判断当前新加入用户是否适合进行MU-MIMO传输，并对于接收的用户根据协议规定利用用户状态信息如位置、业务类型、信道状态信息将适合进行MU-MIMO传输的用户进行MU-MIMO分组配对，以及将不适合进行MU-MIMO传输的用户进行SU-MIMO传输或SeNB采用与前述MeNB卸载分流相同的卸载方法将其退回至MeNB。

上述所述微蜂窝适用于3GPP中定义的pico cell、femto cell、micro cell以及relay node。本方案除了节省了SeNB与卸载用户对当前状态信息的询问反馈过程，该卸载过程也可大大减小由于传输用户较少或信道状态较差造成的SeNB下MU-MIMO并行传输用户较少，不能达到理论最大值的情况，进一步提升了网络的最大利用率，避免了系统资源的浪费。

实施方式二：

如图3所示为LET与WLAN共存的异构网中数据分流的流程图，用eNB代表LET基站，而AP代表WLAN接入点，本方案由于eNB需要作为数据描点，因此适用于WLAN-LTEaggregation架构，在该架构下，本方案适用于维护LTE-WLAN双链接的用户的分流，即用户已经同时连接eNB与AP(用户设备已完成对于AP的关联及认证过程)，在LTE链路处于RRC连接状态，而在WLAN下处于无数据通信的不活跃状态，如休眠。

首先，eNB、AP进行当前网络状态的检测，检测网络的负载、拥堵情况以及是否有MU-MIMO能力；AP向eNB发送其网络状态信息；eNB根据AP发送的网络状态信息判断AP容量是否有余量，且是否具有MU-MIMO能力，并根据自身网络状态判断负载是否过高或网络是否拥堵，若AP容量有余量且具有MU-MIMO能力、eNB负载过高或网络拥堵，则执行分流操作；否则，重复执行前述操作；当eNB负载过高或网络拥堵而AP容量有余量，且AP有MU-MIMO能力时，eNB可将部分用户卸载至WLAN下。具体操作步骤为：eNB向AP发送卸载用户列表及用户状态信息，包括用户ID、位置、业务类型、信道状态信息。由于eNB与AP分属不同制式的网络节点，因此可能需要业务类型的相互转换，其转换方法可采用现有技术中的常规转换方法，例如公开日为2015年1月1日的专利文献US2015/0003435A1中所公开的技术方案。由于列表中的用户本身已连接WLANAP，只是在WLAN网络下处于无数据传输的空闲状态，因此用户在WLAN下可能进入省电模式而无法及时应答AP指令，所以相应的eNB向卸载用户发送指令触发其在WLAN下的活跃状态。接着eNB将用户的数据卸载分流至AP。AP根据eNB提供的所述用户列表及所述用户状态信息判断当前新加入用户是否适合进行MU-MIMO传输。并对于接收的用户根据协议规定利用用户状态信息如位置、业务类型、信道状态信息将适合进行MU-MIMO传输的用户进行MU-MIMO分组配对，以及将不适合进行MU-MIMO传输的用户进行SU-MIMO传输或AP采用与前述eNB卸载分流相同的卸载方法将其退回至MeNB。

本方案除了节省了AP与卸载用户对当前状态信息的询问反馈过程，该卸载过程也可大大减小由于传输用户较少或信道状态较差造成的AP下MU-MIMO并行传输用户较少，不能达到理论最大值的情况，进一步提升了网络的最大利用率，避免了系统资源的浪费。

由上述内容可知，本发明能够使微蜂窝下的MU-MIMO或WLAN下的MU-MIMO达到最大利用率，提高系统资源利用率及吞吐量。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种异构网络的数据分流方法，其特征在于，所述异构网络至少包括第一网络和第二网络，所述第一网络和所述第二网络为不同的无线网络，所述数据分流方法包括以下步骤：

S1，所述第一网络和所述第二网络分别获取当前网络状态信息；

S2，所述第二网络向所述第一网络发送其当前网络状态信息；

S3，所述第一网络根据所述第二网络发送的网络状态信息判断所述第二网络容量是否有余量，且是否具有MU-MIMO能力，若第二网络容量有余量且具有MU-MIMO能力，则执行步骤S4；否则，执行步骤S1；

S4，所述第一网络根据自身网络状态判断负载是否过高或网络是否拥堵，若为是，则执行步骤S5；否则，执行步骤S1；

S5，所述第一网络将自身的部分用户数据卸载分流至所述第二网络；

S6，所述第二网络对所述第一网络卸载分流至其下的用户进行数据传输的处理。

2.根据权利要求1所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：所述步骤S5还具体包括如下步骤：

S51，所述第一网络向所述第二网络发送卸载用户列表及用户状态信息；

S52，所述第一网络将卸载用户数据卸载至所述第二网络下。

3.根据权利要求2所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：所述用户列表包括用户ID，所述状态信息包括用户业务类型、位置、信道状态信息。

4.根据权利要求3所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：步骤S6具体操作为：

所述第二网络根据所述第一网络提供的所述用户列表及所述用户状态信息判断当前新加入用户是否适合进行MU-MIMO传输，并根据相应的协议规定利用所述接收用户的用户状态信息将适合进行MU-MIMO传输的用户进行MU-MIMO分组配对，以及将不适合进行MU-MIMO传输的用户进行SU-MIMO传输或退回至所述第一网络。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：所述异构网为蜂窝分层网，所述第一网络为宏蜂窝，第二网络为微蜂窝。

6.根据权利要求5所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：所述微蜂窝为pico cell、micro cell、femto cell、relay node。

7.根据权利要求6所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：步骤S52具体操作为：所述第一网络对卸载用户列表中的用户连接状态进行判断，若用户只连接所述第一网络，所述第一网络向其发出指令，令它们连接所述第二网络后再进行卸载分流；若用户同时连接所述第一网络和所述第二网络，所述第一网络向其发出指令，令它们维持同时连接所述第一网络和所述第二网络的双链接后，再进行卸载分流。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：所述异构网为蜂窝网络与WLAN共存的异构网，所述第一网络为蜂窝网络，所述第二网络为WLAN。

9.根据权利要求8所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：用于被分流的用户需同时连接所述第一网络和所述第二网络。

10.根据权利要求9所述的异构网络的数据分流方法，其特征在于：步骤S52具体操作为：所述第一网络向卸载用户列表中的用户发送指令触发其在所述第二网络下的活跃状态，再进行卸载分流。