CN107396397B - 异构多端口聚合的网络化资源共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异构多端口聚合的网络化资源共享方法，解决现有技术无法充分利用异构多端口网络资源的问题。本发明具体实现步骤主要是：首先，建立第一路连接；其次，用户设备感知异构网络WLAN端口并判断是否接入，建立第二路连接；最后，主基站判断用户设备接入端口类型，用户设备第二路数据传输共享异构网络中的空闲网络资源。本发明设计的异构多端口聚合的网络化资源共享方法适合异构多端口网络，其中本发明针对异构网络多端口的特点，通过动态地调整用户第二路接入的方式实现共享异构网络空闲资源的目的，提高了异构网络的资源利用率以及用户的服务质量。

Description

异构多端口聚合的网络化资源共享方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及网络通信技术领域中的一种异构多端口聚合的网络化资源共享方法。本发明可以根据异构网络多端口聚合的特点，通过合理的选择用户双路连接的方式带来无线通信速率的有效提升，使用户获得更好的服务质量。

背景技术

现在蜂窝移动通信中的LTE(Long Term Evolution，长期演进技术)与Wi-Fi(WIreless-Fidelity，无线保真)已经成为了两大最为成功的无线技术。多年来，它们一直优势互补，而现在它们正趋于融合以为用户提供更大的数据容量和更好的服务质量。在所有的融合技术中，LWA(LTE-WLAN Aggregation,LTE-WLAN聚合技术)在业界将会更受欢迎。借助LWA，可分离LTE数据有效载荷，一些流量会通过Wi-Fi传输，剩余的则通过LTE本身来传送，从而大大提升LTE服务的性能。

相比于其他通信网络而言，Ad hoc网络是一种具有无中心、自组织、多跳路由、无固定基础设施的网络。这种网络通常也称为“自组织网络”，它可以不依赖于任何的基础设施而独立组网。由于Ad hoc网络具有无中心基础设施和节点任意移动等特性，因此具有比传统网络更大的组网灵活性和拓展性。将Ad hoc网络与蜂窝移动通信结合起来，可以充分利用移动终端的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围、均衡相邻小区的业务、提高小区边缘的数据速率等。

对于LWA用户设备来说，希望通过设备的LTE蜂窝网络端口和Wi-Fi网络端口获取两路数据流。以往的用户设备的LTE蜂窝网络端口与Wi-Fi端口之间的网络通信是互相独立的，LTE业务并不能通过Wi-Fi链路进行传输；除此之外，仅有一张SIM卡的用户只能接收一个运营商的数据流量服务，不同运营商所部属的网络都是相互独立的，不能实现协同工作。相比于原先的用户设备，LWA用户期望通过双连接的方式动态的接入网络以获取更高的用户服务质量，提高网络资源的利用效率。但是，当前的LWA用户设备仅仅是支持将LTE业务拆分为两路数据流分别通过LTE链路与Wi-Fi链路传输，并不支持接收来自不同运营商的数据流以及其它不同网络制式数据流。

中国电信股份有限公司在其申请的专利文献“连接方法、连接设备、用户设备以及连接系统”(公开号：CN 106470513，申请号：201510500416.4)公开了一种连接方法、连接设备、用户设备以及连接系统。该方法包括：第一基站与用户设备建立第一连接，使用户设备通过第一基站附着到网络；第一基站在收到建立第二承载的请求之后，根据用户设备的双连接能力，第一基站和第二基站的无线资源情况信息，判断是否需要为用户设备建立第二连接；若需要建立第二连接，第二基站为用户设备预留资源，并将建立第二连接所需信息发送给第一基站；第一基站将建立第二连接所需信息发送给用户设备，使得用户设备建立与第二基站的第二连接。该连接方法显著减少修改第二承载的信令步骤，减少双连接建立的总体时延，解决用户设备频繁切换等问题。但是该方法仍然存在不足之处是，双连接方式单一，无法自适应的根据异构网络结构调整双连接方式，充分利用网络资源。

中兴通讯股份有限公司在其申请的专利文献“一种双连接的实现方法及基站”(公开号：CN 104105221 A，申请号：201310130364.7)中公开了一种双连接的实现方法及基站，所述方法包括：用户设备接入的第一基站，通过本基站与第二基站之间的双连接管理接口，完成对所述用户设备在所述第二基站的连接的相关管理，实现所述用户设备与所述第一基站和所述第二基站的双连接。所述基站包括：管理模块，用于在本基站作为用户设备接入的第一基站时，通过本基站与第二基站之间的双连接管理接口，完成对所述用户设备在所述第二基站的连接的相关管理；接受模块，用于作为第二基站时，通过本基站与第一基站之间的双连接管理接口，接受所述第一基站对用户设备在本基站的连接的相关管理。采用本发明后，网络侧和UE之间可以根据网络环境或资源状况灵活调度数据的分流分发方式。但是该方法仍然存在的不足之处是，对于有多个从基站和支持不同蜂窝网络制式的主基站所组成的异构网络来说，用户不仅仅可以与主基站和从基站建立双连接，也可以通过Ad hoc网络与主基站进行双连接，当从基站负载较大时，用户设备进行双连接时可能会进一步恶化从基站其他用户的服务质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种适用于异构多端口聚合的网络化资源共享的方法。本发明针对异构网络多端口的特点，通过动态地调整用户第二路接入的方式实现共享异构网络空闲资源的目的，提高了异构网络的资源利用率以及用户的服务质量。

本发明实现上述目的的具体思路是，针对异构网络多端口的特点，用户设备感知异构网络中存在哪些端口，根据端口的信号强度大小判断是否接入，从而动态地根据异构网络结构调整用户第二路接入方式；用户设备建立第二路连接后，主基站判断小区是否处于轻负载状态，若小区处于轻负载状态，用户设备共享主基站的空闲网络资源；若小区未处于轻负载状态，用户设备共享邻基站的空闲网络资源，从而提高了异构网络的资源利用率以及用户的服务质量。

本发明实现上述目的的步骤包括如下：

(1)建立第一路连接：

用户设备通过异构网络中的移动蜂窝网络端口接入主基站，建立第一路连接，传输第一路数据流；

(2)用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在无线局域网络接入点WLAN AP端口；若存在，则执行步骤(3)；否则，则执行步骤(4)；

(3)判断网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度是否大于-70dbm，若是，则将此网络端口作为目标网络端口，执行步骤(6)；否则，执行步骤(4)；

(4)用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在Ad hoc网络端口；若存在，则执行步骤(5)，否则，执行步骤(7)；

(5)判断网络信号强度最大的Ad hoc网络端口信号强度是否大于-60dbm；若是，则用户设备将该网络端口作为目标网络端口，执行步骤(6)；否则，执行步骤(7)；

(6)建立第二路连接：

用户设备向目标网络端口发送接入请求，收到目标网络端口应答后，用户设备接入目标网络端口，建立第二路连接；

(7)用户设备判定第二路连接失败；

(8)向主基站发送双连接请求信息：

用户设备接入目标网络端口后，向主基站发送含有目标网络端口的类型的双连接请求信息；

(9)判断主基站接收的用户设备双连接请求信息中的目标网络端口是否为无线局域网络接入点WLAN AP端口；若是，执行步骤(10)；否则，执行步骤(11)；

(10)主基站通知目标网络端口对应的无线局域网络接入点WLAN AP向用户设备传输第二路数据流；

(11)判断主基站小区是否处于轻负载状态；若是，执行步骤(12)，否则，执行步骤(13)；

(12)共享主基站网络资源：

主基站通过本小区内的Ad hoc网络网关向Ad hoc网络中传输第二路数据流，将主基站空闲网络资源作为第二路数据流传输所占用的共享网络资源；

(13)共享邻基站网络资源：

主基站通知邻基站通过小区内Ad hoc网络网关向Ad hoc网络中传输第二路数据流，将邻基站空闲网络资源作为第二路数据流传输所占用的共享网络资源。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

第1，本发明充分考虑异构多端口网络的特点，用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在无线局域网络WLAN端口；若存在，判断网络信号强度最大的无线局域网络WLAN网络端口信号强度是否大于限定阈值来决定用户设备接入的目标网络端口，克服了现有技术中用户双连接方式单一，无法根据异构网络结构动态地调整双连接方式的问题，使得本发明具有了适应异构多端口网络，能够自适应地选择网络端口传输资源的优点。

第2，由于本发明通过网络化资源共享的方式，实现了对于异构网络资源的充分利用，当异构网络中用户设备附近不存在无线局域网络接入点WLAN AP时，通过判断主基站小区是否处于轻负载状态，用户设备仍然可以通过接入Ad hoc网络端口共享主基站或相邻基站的空闲网络资源，克服了现有技术中当从基站负载较大时，用户设备无法共享异构网络中其他空闲网络资源的问题，使得本发明提高了异构网络的资源利用率。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为用户设备第二路接入WLAN AP场景图；

图3为用户设备共享主基站网络资源场景图；

图4为用户设备共享邻基站网络资源场景图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参照附图1，本发明的具体步骤详细描述如下。

步骤1，建立第一路连接。

用户设备通过异构网络中的移动蜂窝网络端口接入主基站，建立第一路连接，传输第一路数据流。

步骤2，用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在无线局域网络接入点WLAN AP端口；若存在，则执行步骤3；否则，则执行步骤4。

用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知时优先感知异构网络中是否存在无线局域网接入点WLAN AP端口，原因在于相比于用户设备通过Ad hoc网络端口接入网络使用蜂窝网络资源通信，用户更希望优先使用不收取流量费用的无线局域网络WLAN通信。如果感知到的无线局域网接入点WLAN AP信号强度太弱不能满足通信要求时，用户进一步考虑共享主基站或邻基站的网络资源。

步骤3，判断网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度是否大于-70dbm，若是，则用户设备将此网络端口作为目标网络端口，执行步骤6；否则，执行步骤4。

当用户设备附近存在多个无线局域网接入点WLAN AP时，用户设备只判断网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度是否大于-70dbm，若网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度小于-70dbm，则说明用户设备附近存在的所有无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度都较差，用户无法与无线局域网络接入点WLAN AP建立第二路连接。若网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度大于-70dbm，则用户直接接入网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口，保障用户可以拥有较好的服务质量。

参照附图2，对用户与WLAN AP建立第二路连接的场景进行详细的描述。

在异构多端口网络中，若用户设备A附近存在2个无线局域网络接入点WLAN AP，分别称为AP1、AP2，其中AP1在用户设备处的网络信号强度强，AP2在用户设备处的网络信号强度较差，通过本方法，用户设备A可以感知到信号强度最强的AP1，判断其网络信号强度大于-70dbm后，与AP1建立第二路连接。

步骤4，用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在Adhoc网络端口；若存在，则执行步骤5，否则，执行步骤7。

异构网络中，用户设备可以通过无线局域网络WLAN端口互连组成Ad hoc网络，在Ad hoc网络中，每个用户设备都相当于一个路由器，为其他用户设备的数据传输提供路由和中继服务。若用户设备附近存在多个开启Ad hoc网络模式的用户设备，用户设备即可感知到多个Ad hoc网络端口。

步骤5，判断网络信号强度最大的Ad hoc网络端口信号强度是否大于-60dbm；若是，则用户设备将该网络端口作为目标网络端口，执行步骤6；否则，执行步骤7。

为了保证用户设备与目标Ad hoc网络端口之间的传输时延尽可能小，判断是否满足Ad hoc网络端口接入要求的信号强度阈值比判断是否满足无线局域网络接入点WLAN AP端口接入要求的信号强度阈值更大。若网络信号强度最大的Ad hoc网络端口信号强度大于-60dbm，则说明本用户设备与对应开启Ad hoc网络端口的用户设备距离较近，保证不会因为用户设备之间距离相距较远导致链路时延过大，影响用户的服务质量。

步骤6，建立第二路连接。

用户设备向目标网络端口发送接入请求，收到目标网络端口应答后，用户设备接入目标网络端口，建立第二路连接。

步骤7，用户设备判定第二路连接失败。

步骤8，向主基站发送双连接请求信息。

用户设备接入目标网络端口后，向主基站发送含有目标网络端口的类型的双连接请求信息。

步骤9，判断主基站接收的用户设备双连接请求信息中的目标网络端口是否为无线局域网络接入点WLAN AP端口；若是，执行步骤10；否则，执行步骤11。

步骤10，主基站通知目标网络端口对应的无线局域网络接入点WLAN AP向用户设备传输第二路数据流。此时，主基站向用户设备传输第一路数据流，无线局域网络接入点WLAN AP向用户设备传输第二路数据流，与现有的LTE Wi-Fi聚合的双连接方式类似。

步骤11，判断主基站小区是否处于轻负载状态；若是，执行步骤12，否则，执行步骤13。

主基站小区处于轻负载状态，说明小区内的用户数较少，主基站空闲资源较多。用户设备第二路数据流可以占用主基站的空闲网络资源。主基站小区不处于轻负载状态，说明小区内用户数较多，主基站空闲网络资源较少或没有。若用户设备仍使用主基站网络资源传输第二路数据流，很有可能会恶化主基站其他用户的服务质量。

步骤12，共享主基站网络资源。

主基站通过本小区内的Ad hoc网络网关向Ad hoc网络中传输第二路数据流，将主基站空闲网络资源作为第二路数据流传输所占用的共享网络资源。

参照附图3，对用户设备共享主基站网络资源的场景进行详细的描述。

用户设备A感知附近不存在网络信号强度大于-70dbm的WLAN AP端口，但是存在网络信号强度大于-60dbm的Ad hoc网络端口，网络信号强度最大的Ad hoc网络端口为开启Adhoc网络模式的用户设备B的无线局域网WLAN端口，因此用户设备A与用户设备B通过无线局域网WLAN端口相连，接入Ad hoc网络。主基站小区内用户数较少，网络处于轻负载状态，因此主基站将空闲网络资源作为共享资源分配给用户设备使用，主基站通过本小区内的Adhoc网络网关向用户设备传输第二路数据流，数据流传输使用主基站分配的共享资源，在Adhoc网络中经过一跳或多跳，最终到达用户设备A。

步骤13，共享邻基站网络资源。

主基站通知邻基站通过小区内Ad hoc网络网关向Ad hoc网络中传输第二路数据流，将邻基站空闲网络资源作为第二路数据流传输所占用的共享网络资源。

参照附图4，对用户设备共享邻基站网络资源的场景进行详细的描述。

用户设备A附近不存在网络信号强度大于-70dbm的WLAN AP，但是存在网络信号强度大于-60dbm的Ad hoc网络端口，网络信号强度最大的Ad hoc网络端口为开启Ad hoc网络模式的用户设备B的无线局域网WLAN端口，因此用户设备A与用户设备B通过无线局域网WLAN端口相连，接入Ad hoc网络。主基站小区内用户数较多，网络处于重负载状态，因此将邻基站的空闲网络资源作为共享资源分配给用户设备使用，邻基站通过小区内的Ad hoc网络网关向用户设备传输第二路数据流，数据流传输使用邻基站分配的共享资源，在Ad hoc网络中经过一跳或多跳，最终到达用户设备A。

Claims (2)

1.一种适用于异构多端口聚合的网络化资源共享方法，包括如下步骤：

(1)建立第一路连接：

用户设备通过异构网络中的移动蜂窝网络端口接入主基站，建立第一路连接，传输第一路数据流；

(2)用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在无线局域网络接入点WLAN AP端口；若存在，则执行步骤(3)；否则，则执行步骤(4)；

(3)判断网络信号强度最大的无线局域网络接入点WLAN AP端口的信号强度是否大于-70dbm，若是，则将此网络端口作为目标网络端口，执行步骤(6)；否则，执行步骤(4)；

(4)用户设备通过无线局域网络WLAN感知模块感知异构网络中是否存在Ad hoc网络端口；若存在，则执行步骤(5)，否则，执行步骤(7)；

(5)判断网络信号强度最大的Ad hoc网络端口信号强度是否大于-60dbm；若是，则用户设备将该网络端口作为目标网络端口，执行步骤(6)；否则，执行步骤(7)；

(6)建立第二路连接：

用户设备向目标网络端口发送接入请求，收到目标网络端口应答后，用户设备接入目标网络端口，建立第二路连接；

(7)用户设备判定第二路连接失败；

(8)向主基站发送双连接请求信息：

用户设备接入目标网络端口后，向主基站发送含有目标网络端口的类型的双连接请求信息；

(9)判断主基站接收的用户设备双连接请求信息中的目标网络端口是否为无线局域网络接入点WLAN AP端口；若是，执行步骤(10)；否则，执行步骤(11)；

(10)主基站通知目标网络端口对应的无线局域网络接入点WLAN AP向用户设备传输第二路数据流；

(11)判断主基站小区是否处于轻负载状态；若是，执行步骤(12)，否则，执行步骤(13)；

(12)共享主基站网络资源：

主基站通过本小区内的Ad hoc网络网关向Ad hoc网络中传输第二路数据流，将主基站空闲网络资源作为第二路数据流传输所占用的共享网络资源；

(13)共享邻基站网络资源：

主基站通知邻基站通过小区内Ad hoc网络网关向Ad hoc网络中传输第二路数据流，将邻基站空闲网络资源作为第二路数据流传输所占用的共享网络资源。

2.根据权利要求1所述的异构多端口聚合的网络化资源共享方法，其特征在于，步骤(11)中所述基站小区的轻负载状态是指小区网络负载率低于30％时的网络状态。

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