CN109587761B - 在异构无线通信网络中进行数据路径切换的方法和系统 - Google Patents

在异构无线通信网络中进行数据路径切换的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在异构无线通信网络中进行数据路径切换的系统和方法。在一种实施方式中，该方法包括接收主通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个与接入设备相关的多个信噪比(SNR)样本。该方法还包括对所述信噪比样本进行动态处理，以对与所述下行链路信号和上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测。在检测到所述下行链路信号或上行链路信号的小区边缘事件时，该方法包括关闭所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。此外，在检测到所述下行链路信号和上行链路信号的网络再入事件时，该方法包括打开所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。

Description

在异构无线通信网络中进行数据路径切换的方法和系统
技术领域
本发明总体涉及无线通信网络，尤其涉及一种在异构无线通信网络中进行数据路径切换的系统和方法。
背景技术
无线通信网络(如LTE、VSAT等)领域的发展增大了对例如网络电话(VoIP)、视频流等各种数据服务的消耗。此类数据服务需要无缝连接及良好的服务质量(QoS)，而且对于医疗急救、救灾工作、导航等而言尤其如此。一般情况下，可采用包括主通信网络和备用通信网络的异构网络实现无缝连接和良好的服务质量。然而，即使在采用异构网络的情况下，也难于在处理用户设备(UE)等接入设备的移动性的同时，维持服务质量。
异构网络在同时支持移动性和无缝网路连接方面的一个难题在于垂直切换(VHO：Vertical Handover)。垂直切换为一种将当前网络连接从一个通信网络更改至另一通信网络以确保无缝连接及维持良好服务质量的过程，且发生于接入设备待从一个无线网络切换至另一无线网络的情况下。为了实现从一个网络至另一网络的顺利垂直切换，需要对小区边缘进行高效及有效的检测。此外，无线通信网络之间的来回切换可能会导致网络振荡(乒乓)效应，该效应可影响整体体验质量(QoE：Quality of Experience)，因此需要避免。现有技术在恰当地检测小区边缘及避免网络振荡方面的解决方案较为有限。
发明内容
在一种实施方式中，公开一种在异构无线通信网络中进行数据路径切换的方法。在一个实施例中，该方法包括接收主通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个与接入设备相关的多个信噪比(SNR)样本。该方法还包括利用多个配置参数对所述多个信噪比样本进行动态处理，以对与主通信网络的所述下行链路信号和上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测。该小区边缘事件表示与所述主通信网络相关的信号质量弱化，所述网络再入事件表示与所述主通信网络相关的信号质量增强。在检测到所述下行链路信号或上行链路信号的所述小区边缘事件时，所述方法还包括关闭所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。在检测到所述下行链路信号和上行链路信号的所述网络再入事件时，所述方法还包括打开所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。
在一种实施方式中，公开一种在异构无线通信网络中进行数据路径切换的系统。在一个实施例中，该系统包括至少一个处理器以及以可通信方式连接于该至少一个处理器的存储器。该存储器存有处理器可执行指令，该指令在执行时使得所述处理器接收主通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个与接入设备相关的多个信噪比(SNR)样本。所述处理器可执行指令在执行时还使得所述处理器利用多个配置参数对所述多个信噪比样本进行动态处理，以对与主通信网络的所述下行链路信号和上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测。该小区边缘事件表示与所述主通信网络相关的信号质量弱化，所述网络再入事件表示与所述主通信网络相关的信号质量增强。在检测到所述下行链路信号或上行链路信号的所述小区边缘事件时，所述处理器可执行指令在执行时还使得所述处理器关闭所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。在检测到所述下行链路信号和上行链路信号的所述网络再入事件时，所述处理器可执行指令在执行时还使得所述处理器打开所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。
在一种实施方式中，公开一种非暂时性计算机可读介质，该介质存储有在异构无线通信网络中进行数据路径切换的计算机可执行指令。在一个实施例中，所存指令在由处理器执行时使得该处理器实施操作，该操作包括接收主无线通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个与接入设备相关的多个信噪比(SNR)样本。所述操作还包括利用多个配置参数对所述多个信噪比样本进行动态处理，以对与主通信网络的所述下行链路信号和上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测。该小区边缘事件表示与所述主通信网络相关的信号质量弱化，所述网络再入事件表示与所述主通信网络相关的信号质量增强。在检测到所述下行链路信号或上行链路信号的所述小区边缘事件时，所述操作还包括关闭所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。在检测到所述下行链路信号和上行链路信号的所述网络再入事件时，所述操作还包括打开所述主通信网络和接入设备之间的数据路径。
需要理解的是，以上概略描述与以下详细描述均仅在于例示和说明，而不在于限制所要求保护的发明。
附图说明
所附各图并入本发明之内并构成本发明的一部分，用于对例示实施方式进行描述，并与说明书一道阐明所公开的原理。
图1所示为可供本发明各种实施方式在其内运行的异构无线通信网络的例示环境。
图2为根据本发明一些实施方式可用于在所述异构无线通信网络的主通信网络中切换数据路径的例示网络装置功能框图。
图3为根据本发明一些实施方式可用于所述网络装置内的例示信噪比(SNR)采样子系统的功能框图。
图4为根据本发明一些实施方式的在异构无线通信网络中进行数据路径切换的例示过程概略流程图。
图5为根据本发明一些实施方式的与链路丢弃、小区边缘检测及网络再入有关的接入设备状态机图。
图6为根据本发明一些实施方式的在异构无线通信网络中进行数据路径切换的例示过程流程图。
图7为用于实施本发明实施方式的例示计算机系统框图。
具体实施方式
以下，参考附图，对例示实施方式进行描述。在任何方便之处，各图中均采用相同附图标记指代相同或类似部件。虽然本文中描述了所公开原理的实施例和特征，但是在不脱离所公开实施方式的精神和范围的前提下，还可进行修改、调整以及做出其他实施方式。以下具体描述意在仅视作例示，而真正的范围及精神如权利要求书所示。
现在参考图1，该图所示为可供本发明的各种实施方式在其内运行的异构无线通信网络100的例示环境。异构无线通信网络100可包括主无线通信网络(下称主通信网络101)及次(或备用)无线通信网络(下称次通信网络102)。如接入设备103等的一个或多个接入设备可根据移动性、覆盖区域、信号强度、收费价格等，以无线方式与主通信网络101和/或次通信网络102通信。
主通信网络101可以为地面无线通信网络，并可包括GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)、UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)、演进UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、改进E-UTRAN、使用5GHz免授权频段内的可变时隙TDMA(VTS-TDMA)的长程陆海(LRLS：Long-Range Land-Sea)通信网络或任何新的无线电接入网络。主网络101可包括若干接入点或基站(BS)104，每个该接入点或基站均支持其覆盖区域内的若干接入设备103的通信。应该注意的是，基站104的覆盖区域可划分为各区域，这些区域仅构成所有基站的总覆盖区域的一部分。GERAN的基站104可由基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)构成，而UTRAN的基站104可由节点B和无线电网络控制器(RNC)构成。类似地，演进节点B(eNodeB或eNB)用作E-UTRAN(即长期演进(LTE)网络)的基站104，而改进的eNB可用作改进E-UTRAN(即高级LTE)的基站104。带面向海的天线的基站收发台(BTS)(例如为常规蜂窝网络的BTS所需天线数量的一半)及基站控制器(BSC)可构成LRLS网络的基站104。上述各无线电接入网络仅为例示，因此可以理解的是，本发明的教示内容还考虑可根据本发明实施方式对供传输的数据包进行处理的其他现有陆地无线无线电接入网络(如全球微波接入互操作性(WiMAX)网络、高速分组接入(3GPP的HSPA)网络等)以及任何新的无线电接入网络。
所述次(或备用)通信网络可以为天线通信网络或卫星无线通信网络，而且可包括甚小孔径终端(VSAT)网络、基于高空气球的无线网络(如谷歌(Google)的LOON项目)、基于大气卫星的无线网络、基于地球同步气球卫星的无线网络等。可以理解的是，所述次(或备用)通信网络可能够在广阔的覆盖区域，尤其在偏远地区或所述陆地无线通信网络无法企及的区域内提供无线通信。
接入设备103或移动站可以为用户拥有的手持设备(如移动电话、智能电话、平板电脑、膝上型电脑等)，并可称作用户设备(UE)。或者，接入设备103可以为客户所处场所(如游轮、货船、救护车、移动诊所等)内的装置(如通用计算机、专用计算机、导航设备、视频会议设备等)，并可称作客户场所设备(CPE：Customer Premise Equipment)。接入设备103可利用各种传输协议，经下行链路和上行链路与基站104通信。所述下行链路(或称正向链路)是指从基站104到接入设备103的通信链路，而所述上行链路(或称反向链路)是指从接入设备103到基站104的通信链路。此外，接入设备103可通过通用或专用收发器(如VAST天线)与所述次(或备用)通信网络通信。
下文以例示目的描述了一种异构无线通信网络，该异构无线通信网络包括由作为主通信网络101的在陆上基站与海上(船舶上)客户场所设备之间提供通信的LRLS通信网络及作为次通信网络102的在VSAT卫星和所述客户场所设备之间提供通信的VSAT通信网络，在下文的大部分篇幅中均采用相应的术语。然而，如上所述，该技术同样适用于由其他陆地通信网络、天线通信网络和/或卫星通信网络构成的异构无线通信网络。因此，举例而言，该技术可应用于任何支持数据包传输的无线通信网络。此外，下文将海上船舶描述为与所述异构无线通信网络通信的客户场所设备。然而，该技术还可应用于与所述异构无线通信网络通信的任何接入设备。因此，举例而言，该技术可应用于配备有将长期演进(LTE)网络用作主网络且将VSAT网络用作备用服务的视频会议设施的救护车或移动医疗单元。
因此，下文所提供的仅为示例，且对权利要求中所述的范围、适用性或配置结构不构成限制。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可对所描述的元件的功能和布置形式做出变化。在合适之处，各种实施方式可进行步骤或组件的省略、替换或添加。举例而言，下述方法可以与所描述的顺序不同的顺序执行，而且其中可进行各步骤的添加、省略或组合。此外，针对特定实施方式描述的特征可组合于其他实施方式之内。
如上所述，在由所述LRLS通信网络和VSAT网络构成的异构无线通信网络中，必须对小区边缘进行恰当地检测，才能实现在该VSAT网络和LRLS网络之间的切换，而且在所述客户场所设备的覆盖区域内无其他基站或当该覆盖区域内的其他基站无法提供优于当前服务基站的服务质量(QoS)的情形中尤其如此。举例而言，当所述客户场所设备位于上述覆盖区域边缘，如当该客户场所设备离所述基站(即端口)的距离超出一定距离(比如说离该端口约25英里(40公里))时，吞吐量可发生下降(比如说下降至3Mbps)。这可导致与具有最小吞吐量要求(比如说不低于5Mbps)的服务水平协议(SLA：Service Level Agreement)有关的服务质量维护问题。在此情况下，当覆盖区域内无其他基站或当该覆盖区域内的其他基站无法提供优于当前服务基站的服务质量时，需要切换至VSAT网络，以维持与服务水平协议相符的服务质量。
此外，如上所述，基站可对接收信号强度指标(RSSI)、信噪比(SNR)、吞吐量等的信道质量度量值进行监测，以在关闭基站和客户场所设备之间的数据路径并触发LRLS网络向VSAT网络的切换方面以及在LRLS网络的所需信道质量有了改进时立即将数据路径切换回LRLS网络方面，做出综合决策。该LRLS网络和VSAT网络之间的数据路径切换(来回)有可能导致进入不良的小区边缘或导致网络振荡(乒乓)效应，从而影响整体体验质量(QoE)。由于LRLS网络运行于共享频谱，因此其信道质量因取决于其他实体对该共享频谱的使用而变得不可预测。这可能会进一步加剧在LRLS网络状况不良的情况下将数据路径从VSAT网络切换至LRLS网络使得小区边缘振荡问题。
现有技术将来自接入设备103的信噪比度量值仅用于垂直切换(VHO)决策。其中，通常对服务网络(当前)及目标网络(后续)的通信链路质量进行评估。当目标网络能够提供比服务网络更佳的连接和服务时，即启动垂直切换。现有技术还通过触发时间及垂直切换免执行定时器，实现缓解垂直切换过程中的乒乓效应。然而，如上所述，现有技术在解决垂直切换和乒乓效应方面，尤其在解决涉及LRLS网络和VSAT网络的异构网络的该问题方面存在限制。
举例而言，现有技术中不存在完全根据源网络的质量维持最小吞吐量(如LRLS网络所对应服务水平协议的预设最小吞吐量)的垂直切换。如上所述，现有技术一直对目标网络的质量进行评估，并在当该目标网络的质量优于源网络时做出切换决定。此外，所述现有技术不存在或未明确定义5GHz免授权频谱(LRLS网络的工作频谱)内的垂直切换方法。此外，尽管现有技术提出将乒乓效应最小化，但是其未能实现稳健且确切的解决方案。此外，如上所述，现有技术中的垂直切换一般将接入设备信道(即下行链路)质量度量值仅用于切换决策。现有技术尚未考虑基站信道(即上行链路)的质量度量值。
此外，与蜂窝网络(陆上)不同，在LRLS通信中，陆地网络的边缘并不完全由基站和客户场所设备之间的距离确定。LRLS网络通常使用5GHz免授权频谱，因此承受来自该频谱内的WiFi(802.11)和其他专有设备的干扰。举例而言，虽然客户场所设备可能距基站(端口)的距离仅为5英里(8公里)，但在该端口处提供WiFi服务的各小商户的干扰下，仍然无法维持所述的服务水平(比如说5Mbps)。因此，无干扰的LRLS网络的30英里(48公里)小区边缘可在干扰的作用下缩减至5英里(8公里)，从而使得难于对受干扰限制的LRLS网进行小区边缘检测。向VSAT的垂直切换在检测到小区边缘且无法达到所需的服务水平协议时启动。然而，在受干扰限制的LRLS系统中，当所接收的信号与干扰处于同一量级时，垂直切换决策受到网络振荡或乒乓效应的影响，从而使得服务网络在LRLS网络和VSAT网络之间的来回移动。如上所述，这可导致最终用户体验质量的降低。
因此，希望提供一种以与为服务会话提供的服务质量相称的方式进行小区边缘检测且避免网络振荡(尤其在LRLS无线网络中)的技术。此外，还希望提供一种与为会话提供的服务质量相称的方式解决网络乒乓效应的确切方案。主通信网络101可包括用于实现上述目标的根据本发明一些实施方式的网络装置105。需要注意的是，在一些实施方式中，网络装置105可以为基站104的一部分。或者，在一些实施方式中，网络装置105为以可通信方式连接于基站104的独立装置。网络装置105可以以用于小区边缘和网络再入检测的配置参数对其自身进行配置，以及为下行链路信号、上行链路信号、基站104的每个天线以及接入设备103缓冲本地和远程信噪比样本。此外，网络装置105可利用所配置的参数对来自上行链路(即基站)及下行链路(即接入设备103)的信噪比样本进行智能处理，以检测小区边缘并决定从所述LRLS网络向所述VSAT网络的切换，以及在检测到小区边缘后关闭数据路径，并同时维持链路连接，以收集信噪比度量值，供链路质量的连续评估。此外，网络装置105可利用所配置的参数对来自上行链路(即基站)及下行链路(即接入设备103)的信噪比样本进行智能处理，以检测网络再入并决定从所述VSAT网络向所述LRLS网络的切换，以及在网络再入建立后启动数据路径。
现在参考图2，该图所示为根据本发明一些实施方式用于数据路径切换的例示网络装置200(类似于图1网络装置105)的功能框图。在一些实施方式中，网络装置200可包括配置子系统201，信噪比度量值收集子系统202，小区边缘检测子系统203，网络再入检测子系统204，数据路径关闭子系统205及数据路径打开子系统206。客户场所设备207(类似于图1中的接入设备103)可通过INT3接口扫描、搜索及连接至基站208(类似于图1中的基站104)。客户场所设备207和基站208还可经INT4接口交换媒体访问控制(MAC)协议数据单元(PDU)，以作为链路维护过程的一部分。
配置子系统201可经INT1接口从基站208接收用于小区边缘检测和网络再入检测的配置参数209。可以理解的是，在一些实施方式中，基站208可从网络运营商接收配置参数209。此外，在一些实施方式中，基站208可利用机器学习过程修改配置参数209，该机器学习过程是基于对网络装置200所实施的垂直切换过程的学习。配置子系统201可将配置参数209存储于网络装置200的存储模块210的非易失性存储器211内。配置参数209可包括针对小区边缘事件及网络再入事件的不同级别信噪比样本的预设权重值(W1，W2，……V1，V2，……)。配置参数209可还包括针对小区边缘事件及网络再入事件的用于信噪比权重分配的预设信噪比级别阈值(T1，T2，……R1，R2，……)、预设总加权信噪比小区边缘阈值(D)、预设总加权信噪比网络再入阈值(E)、小区边缘检测置信度百分比阈值(P)以及网络再入置信度百分比阈值(Q)。此外，每当基站208重新通电或重新启动时，配置子系统201可从非易失性存储器211获取配置参数209，并经INT2接口将其提供给存储模块210的易失性存储器或主存储器212，以供小区边缘检测子系统203和网络再入检测子系统204的运行。
在由基站208经INT5接口启动后，信噪比度量值收集子系统202可获取针对下行链路信号和上行链路信号以及针对基站208的每个天线和客户场所设备207的本地和远程信噪比样本。需要注意的是，在所述LRLS网络中，由于仅需覆盖朝向海面一侧而无需覆盖陆地，因此基站208的天线阵列数可仅为客户场所设备207的天线阵列数的一半(1/2)。此外，信噪比度量值收集子系统202可在将所获取的信噪比样本在循环缓冲器内缓冲。举例而言，可在第一循环缓冲器内缓冲针对所述下行链路信号的信噪比样本，以及在第二循环缓冲器内缓冲针对所述上行链路信号的信噪比样本。
小区边缘检测子系统203可经INT6接口从信噪比度量值收集子系统202的所述第一和第二循环缓冲器中获取信噪比样本，以供后续利用从配置子系统201接收的配置参数209进行处理。在一些实施方式中，根据本发明的一些实施方式，小区边缘检测子系统203可以智能方式确定加权信噪比，通过组合该加权信噪比获取总加权信噪比，以及执行用于检测小区边缘事件的逻辑。类似地，网络再入检测子系统204可经INT9接口从信噪比度量值收集子系统202的所述第一和第二循环缓冲器中获取信噪比样本，以供后续利用从配置子系统201接收的配置参数209进行处理。在一些实施方式中，网络再入检测子系统204可以智能方式确定加权信噪比，通过组合该加权信噪比获取总加权信噪比，以及执行用于建立网络再入的逻辑。
数据路径关闭子系统205可经INT7接口从小区边缘检测子系统203接收处理后的置信度百分比度量值。随后，数据路径关闭子系统205即可做出切换或不切换至次通信网络102(如VSAT网络)的决定。具体而言，数据路径关闭子系统205可根据来自小区边缘检测子系统203的输入决定是否需要关闭所述数据路径。数据路径关闭子系统205可计算决策度量值，并根据该决策，经INT8接口且通过数据路径关闭过程关闭基站208和客户场所设备207内的数据路径。
类似地，数据路径打开子系统206可经INT10接口从网络再入检测子系统204中接收处理后的置信度百分比度量值。随后，数据路径打开子系统206即可做出切换或不切换回主通信网络101(如LRLS网络)的决定。具体而言，数据路径打开子系统206可根据来自网络再入检测子系统204的输入决定是否需要打开所述数据路径。数据路径打开子系统206可计算决策度量值，并根据该决策，经INT11接口且通过数据路径打开过程打开基站208和客户场所设备207内的数据路径。
现在参考图3，该图所示为根据本发明的一些实施方式的例示信噪比度量值收集子系统300(类似于图2中的信噪比度量值收集子系统202)的功能框图。在一些实施方式中，信噪比度量值收集子系统300可包括射频(RF)链电路301，基带芯片302，现场可编程门阵列(FPGA)303，网络处理器304，本底噪声(NF)计算模块305，接收信号强度指标计算模块306，本地信噪比寄存器307及远程信噪比寄存器308。
射频链电路301可实现射频前端，并可包括专门为802.11正交频分复用(OFDM)无线局域网(WLAN)双频带(如2.4GHz和5GHz免授权频谱)应用而设计的单芯片射频收发器。射频链电路301可提供完全集成的接收路径，发送路径，压控振荡器(VCO)，频率合成器及基带/控制接口。在一些实施方式中，形成射频链电路301的射频前端方案的功率放大器，射频开关，射频带通滤波器及射频巴伦可以为常规部件。
基带芯片302可以为用于宽带应用的混合信号前端(MxFE)基带收发器。所述接收路径可包括模数转换器(ADC)，而所述发送路径可包括数模转换器(DAC)及可编程增益控制。内部时钟分配模块可包括可实现单参考模块操作的可编程锁相环及时序生成电路，并具有用于以全双工或半双工模式进行数据传输的灵活输入/输出(I/O)数据接口。基带芯片302可通过寄存器可编程性配置，并可具有独立的收发(Rx/Tx)省电引脚。
现场可编程门阵列303可实现下层MAC(LMAC)功能。LMAC功能309可实现循环冗余校验，数据包聚合，用于支持自动重复请求(ARS)的块确认(block-ACK)，缩短的帧间间隔(RIFS：Reduced Inter frame Spacing)或可编程的帧间间隔(IFS：Inter frameSpacing)，以及用于减少因缓冲区溢出而导致的数据包丢失的流量控制。LMAC功能309可根据所述本底噪声度量值和接收信号强度指标度量值计算信噪比度量值。网络处理器304可实现上层MAC(UMAC)功能310。UMAC功能310可实现收发状态机、自动重复请求、小区边缘检测、网络进入或再入逻辑、速率控制、阵列切换选择、垂直切换及数据路径功能。
本底噪声计算模块305可计算每射频链/天线元件的本底噪声度量值。类似地，接收信号强度指标计算模块306可计算每射频链/天线元件的接收信号强度指标度量值。本地信噪比寄存器307可存储本底噪声计算模块305所计算的本底噪声度量值以及接收信号强度指标计算模块306所计算的接收信号强度指标度量值。此外，远程信噪比寄存器308可根据客户场所设备207与基站208之间所交换的MAC协议数据单元对分别来自处于所述第一和第二循环缓冲器内的下行链路和上行链路的信噪比样本进行缓冲。
需要注意的是，上述各子系统及其模块、电路等可在可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备中实施。或者，所述子系统、模块及电路可在用于由各类型处理器执行的软件内实施。已认定的可执行代码的引擎例如可包括计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，这些物理块或逻辑块例如组织为对象、程序、功能、模块或其他构建体。然而，在物理形式上，被认定的引擎的可执行代码无需位于一处，而是可包括存于不同位置处的不同指令，当这些指令在逻辑上相互结合时，可包括所述引擎并实现该引擎的标称目的。实际上，可执行代码的引擎可以为单个指令或多个指令，而且甚至可分布于不同应用程序的多个不同代码段上以及可分布于多个存储器装置之上。
现在参考图4，该图为以流程图表示的根据本发明一些实施方式在异构无线通信网络中切换数据路径的例示过程400的概况。过程400可包括如下步骤：在步骤401中，对所述基站进行配置；在步骤402中，对来自下行链路及上行链路信号的本地和远程信噪比样本进行缓冲；在步骤403中，对信噪比样本进行处理，并检测小区边缘；以及在步骤404中，在检测到小区边缘后，关闭数据路径通信。该过程可还包括如下步骤：在步骤405中，对信噪比样本进行处理，并赋予网络再入资格；以及在步骤406中，在建立网络再入之后，启动数据路径通信。以下，对每个上述步骤进行更加详细的描述。
在步骤401中，基站208可将用于小区边缘检测及用于赋予网络再入资格的配置参数209存于网络装置200的非易失性存储器211中，以供小区边缘检测子系统203和网络再入检测子系统204运行。用于小区边缘检测子系统203的配置参数209可包括权重分配信噪比阈值(T1、T2等)以及不同级别信噪比样本的信噪比权重值(W1、W2、W3等)。举例而言，如果仅有一个用于权重分配的信噪比阈值T1，则高于信噪比阈值T1的信噪比权重值可以为W1，而低于(或等于)信噪比阈值T1的信噪比权重值可以为W2。此外，举例而言，如果有两个用于权重分配的信噪比阈值T1和T2，则高于(或等于)信噪比阈值T2的信噪比权重值可以为W1，处于信噪比阈值T1和T2之间的信噪比权重值可以为W2，而低于(或等于)信噪比阈值T1的信噪比权重值可以为W3。用于小区边缘检测子系统203的配置参数209可还包括总加权信噪比小区边缘阈值(D)以及总加权信噪比样本的置信度百分比阈值(P)。类似地，用于网络再入检测子系统204的配置参数209可包括权重分配信噪比阈值(R1、R2等)，各级别信噪比样本的信噪比权重值(V1、V2、V3等)，总加权信噪比网络再入阈值(E)以及总加权信噪比样本的置信度百分比阈值(Q)。
如上所述，当基站208重新通电或重新启动时，初始化功能可从非易失性存储器211读取上述配置参数209，并将其恰当地载入小区边缘检测子系统203和网络再入检测子系统204的主存储器。此外，基站208和客户场所设备207之间的通信链路状态可初始化为未连接的非活动状态。在通过扫描、搜索和连接过程成功建立其至基站208的网络进入后，所述通信链路的状态可标记为已连接的活动状态且数据路径已打开。可以理解的是，该状态可以为小区边缘检测子系统203运行所需的强制状态。
在步骤402中，客户场所设备207和射频链电路301可计算四个天线元件当中每个天线元件的接收信号强度指标度量值(利用接收信号强度指标计算模块306)和本底噪声度量值(利用所述本底噪声计算模块305)。该信息可提供于硬件寄存器(本地信噪比寄存器307)。此外，运行于现场可编程门阵列303上的LMAC功能309可访问该信息，并根据下式(1)计算信噪比度量值：
信噪比＝接收信号强度指标-本底噪声式(1)
此外，所述每天线元件信噪比信息可提供于作为通信链路维护过程的一部分定期在客户场所设备207和基站208之间交换的MAC协议数据单元之内。基站208可保有两组循环缓冲器(一组用于客户场所设备207(即下行链路信号)，另一组用于基站208(即上行链路信号))，每组均由最近的N×M个信噪比样本组(N为样本数(比如50个样本)，M为天线数(比如4个天线))组成。可以理解的是，N为可配置参数，而M可基于客户场所设备207和基站208的天线数。应该注意的是，新记录的样本组可代替最早的样本组，因此所述循环缓冲器可以为滑动窗口类的结构。
在步骤403中，小区边缘检测子系统203可对来自上行链路(基站208)和下行链路(客户场所设备207)的信噪比样本进行智能处理，以决定从主通信网络101(如LRLS网络)切换至所述次网络(如VSAT网络)。举例而言，在一些实施方式中，小区边缘检测子系统203定期访问每个所述循环缓冲器并处理每个信噪比样本，在考虑权重分配的单个阈值时，处理逻辑如下：
对于所有的SNR[i]＝{Sj}，其中，1<＝i<＝N且1<＝j<＝M
如果{Sj}>T，则{Sj'＝Sj×W1}
否则{Sj'＝Sj×W2}
总加权信噪比样本wASNR[i]可根据下式(2)计算：
wASNR[i]＝所有j的{∑Sj'}式(2)
之后，可按照如下逻辑，计算置信度百分比C：
对于所有满足1<＝i<＝N的i
如果wASNR[i]<D，则{Ci＝1}
否则{Ci＝0}
C＝(100/N)×∑Ci
在步骤404中，数据路径关闭子系统205可在检测到小区边缘后关闭数据路径，并同时保持通信链路连接，以通过收集信噪比度量值对通信链路质量进行连续评估。上行链路和下行链路的决策度量值可根据以下逻辑独立评估：
如果C>P，则
是否要切换至所述次通信网络＝是
否则什么都不做
如果上行链路或下行链路的决定为切换至所述次网络，则仅在该条件下关闭数据路径
否则什么都不做。
当所做决定为切换至次通信网络102，则所述通信链路的状态可标记为连接的活动状态且数据路径关闭。该状态可触发网络再入检测子系统204。在步骤405中，网络再入检测子系统204可对来自上行链路(基站208)和下行链路(客户场所设备207)的信噪比样本进行智能处理，以决定从次通信网络102(如VSAT网络)切换至主通信网络101(如LRLS网络)。举例而言，在一些实施方式中，网络再入检测子系统204可定期访问每个所述循环缓冲器并处理每个信噪比样本，在考虑权重分配的单个阈值时，处理逻辑如下：
对于所有的SNR[i]＝{Sj}，其中，1<＝i<＝N且1<＝j<＝M
如果{Sj}>R，则{Sj'＝Sj×V1}
否则{Sj'＝Sj×V2}
总加权信噪比样本wASNR[i]可根据下式(3)计算：
wASNR[i]＝所有j的{∑Sj'}式(3)
之后，可根据以下逻辑，计算置信度百分比C：
对于所有满足1<＝i<＝N的i
如果wASNR[i]>E，则{Ci＝1}
否则{Ci＝0}
C＝(100/N)×∑Ci
在步骤406中，当网络再入建立时，数据路径打开子系统206可打开所述数据路径。上行链路和下行链路的决策度量值可根据以下逻辑独立评估：
如果C>Q，则
是否切换回主网络＝是
否则什么都不做
如果上行链路和下行链路的决定为切换至所述主网络，则仅在该条件下打开数据路径
否则什么都不做。
所述通信链路的状态可标记为连接的活动状态且数据路径打开。该状态可触发小区边缘检测子系统203。
现在参考图5，该图为根据本发明一些实施方式的与链路丢弃、小区边缘检测及网络再入有关的接入设备103的状态机图500。如上所述，在初始状态501下，基站208与客户场所设备207之间的通信链路可初始化为未连接的非活动状态。客户场所设备207可通过实施扫描、搜索和连接过程，与所述基站建立连接。在通过该扫描、搜索和连接过程成功实现网络进入后，在功能状态502下，所述通信链路可标记为连接的活动状态且数据路径打开。在功能状态502下，基站208可定期实施小区边缘检测过程。当成功检测到小区边缘后，在非功能状态503下，所述通信链路可标记为连接的活动状态且数据路径关闭。在该非功能状态503下，基站208可定期实施网络再入资格赋予过程。当网络再入资格赋予成功时，在功能状态502下，所述通信链路可再次标记为连接的活动状态且数据路径打开。
以小区边缘检测为例，其中，天线数(M)＝4，且所述有源阵列中的每个天线的下行链路信号信噪比测量值为[4，2，3，1]。那么，如果权重分配阈值(T)＝2dB，大于T的信噪比权重值(W1)＝80，小于或等于T的信噪比权重值(W2)＝30，则加权后的量化信噪比将为[3，0，2，0]。具体而言，对于第一天线，其信噪比为4dB，大于阈值T＝2dB，因此小区边缘检测子系统203将采用权重值W1＝80获得4×80/100＝3.2，并量化为3。对于第二天线，其信噪比为2dB，等于T＝2dB，因此使用W2＝30获得2×30/100＝0.6，量化为0。类似地，其余两个天线的加权信噪比计算为2和0。如此，获得的加权总信噪比为5dB。应该注意的是，如果未加权，则该总信噪比将为10dB。在此情况下，如果小区边缘阈值的总加权信噪比(D)＝6dB，则针对所述加权总信噪比，数据路径关闭子系统205对于是否关闭所述数据路径的决定将为“是”。应该注意的是，如果所述总信噪比未加权，则是否关闭所述数据路径的决定将为“否”。之后，如果每个天线的样本总数(N)＝10(所述循环缓冲器的大小为N＝10)，则对该循环缓冲器中的全部样本进行相同的处理。如果10个样本当中的6个或更多样本(置信度阈值(P)＝60％)对于是否关闭所述数据路径的决定为“是”，则将关闭所述数据路径。针对上行链路信号，可重复该过程。如上所述，如果针对下行链路信号或上行链路信号的决定为关闭，则将最终关闭所述数据路径。
以网络再入为例，其中，天线数(M)＝4，且所述有源阵列中每个天线的下行链路信号信噪比测量值为[10，5，6，5]。那么，如果权重分配阈值(R)＝6dB，大于R的信噪比权重值(V1)＝100，小于R的信噪比权重值(V2)＝60，则加权后的量化信噪比将为[10，3，3，3]。具体而言，对于第一天线，其信噪比为10dB，大于阈值R＝6dB，因此网络再入检测子系统204将采用权重值V1＝100获得10×100/100＝10。对于第二天线，其信噪比为5dB，小于R＝6dB，因此使用V2＝60获得5×60/100＝3。类似地，其余两个天线的加权信噪比进行计算为3和3。如此，获得的加权总信噪比为19dB。应该注意的是，如果未加权，则该总信噪比将为26dB。在此情况下，如果网络再入阈值的总加权信噪比(E)＝24dB，则针对所述加权总信噪比，数据路径关闭子系统205对是否打开所述数据路径的决定将为“否”。应该注意的是，如果所述总信噪比未加权，则是否关闭所述数据路径的决定将为“是”。之后，对所述循环缓冲器中的全部N＝10个样本进行相同处理。如果10个样本当中的5个或更多样本(置信度阈值(Q)＝50％)对于是否打开所述数据路径的决定为“是”，则将打开所述数据路径。应该注意的是，仅当针对下行链路信号和上行链路信号的决定同时为打开时，才打开所述数据路径。
可以理解的是，上述阈值D＝6dB和E＝24dB在从所述主LRLS网络移动至所述次VSAT网络或从该VSAT网络移动至所述LRLS网络当中提供了足够的滞后作用，从而确切地解决了此类情形中的乒乓效应。需要注意的是，所述窗口的大小N和置信度阈值P和Q越大，则切换决定的置信度就越大。然而，还需注意的是，N不能过大，这是因为当所述窗口中的信噪比样本较大时，将减慢上述处理的速度。此外，保有较长历史的信噪比样本(即包括过期的信噪比样本)可对当前决定造成不利影响。如上所述，还可采用多阈值信噪比及相应权重值实现更高的信噪比加权分辨率。举例而言，如果有两个阈值T1＝1dB，T2＝3dB以及权重值W1＝90(信噪比>T2)，W2＝70(T1<信噪比<＝T2)，W3＝30(信噪比<＝T1)，则[4，2，3，1]的加权信噪比样本将为[3，1，2，0]，所产生的加权总信噪比为6dB。
此外，本领域技术人员可理解的是，多种过程可用于在异构无线通信网络中切换数据路径。举例而言，例示异构无线通信网络100和相应的主通信网络101可通过本文所述的各过程在主通信网络101和次通信网络102之间进行数据路径的切换。具体而言，本领域技术人员可理解的是，用于执行本文所述技术和步骤的控制逻辑和/或自动例程可由异构无线通信网络100的部件(如基站104和/或网络装置10)通过硬件、软件或硬软组合实现。例如，基站104和/或网络装置105的一个或多个处理器可通过访问和执行合适的代码实施本文所述的部分或全部技术。类似地，基站104和/或网络装置105的所述一个或多个处理器还可包括用于执行本文所述的部分或全部过程的专用集成电路(ASIC)。此外，需要注意的是，虽然以下描述的过程侧重LRLS网络，但该过程也同等适用于其他网络(如LTE网络)，而且基本遵循相同的原理，只不过可对所述数据子系统以及任何其他相应子系统做出适当的改动。
举例而言，现在参考图6，该图所示为以流程图形式示出的根据本发明一些实施方式的通过基站104和/或网络装置105等的网络装置在异构无线通信网络100内进行数据路径切换的例示控制逻辑600。如该流程图所示，控制逻辑600可包括如下步骤：在步骤601中，接收针对主通信网络101的下行链路信号、上行链路信号以及多个天线当中的每个天线的与接入设备103相关的多个信噪比(SNR)样本。控制逻辑600还可包括如下步骤：在步骤602中，利用多个配置参数209对所述多个信噪比样本进行动态处理，对与主通信网络101的所述下行链路信号和上行链路信号当中的每一信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测；在步骤603中，当检测出针对所述下行链路信号或上行链路信号的小区边缘事件时，关闭主通信网络101和接入设备103之间的数据路径；以及在步骤604中，当检测出针对所述下行链路信号和上行链路信号的网络再入事件时，打开主通信网络101和接入设备103之间的数据路径。所述小区边缘事件可表示与主通信网络101相关的信号质量弱化，而所述网络再入事件可表示信号质量增强。
在一些实施方式中，控制逻辑600可还包括以所述多个配置参数209初始化网络装置105的步骤。该多个配置参数209可包括针对所述小区边缘事件和所述网络再入事件的多个预设权重值和多个预设阈值。在一些实施方式中，控制逻辑600可还包括当通信链路失效时，通过扫描、搜索和连接过程在主通信网络101和接入设备103之间建立连接并实施该通信链路的启动的步骤。此外，在一些实施方式中，控制逻辑600可还包括在第一循环缓冲器内缓冲针对所述下行链路信号的多个信噪比样本及在第二循环缓冲器内缓冲针对所述上行链路信号的多个信噪比样本的步骤。
应该注意的是，所述上行链路信号对应于从接入设备103向主通信网络101的基站(BS)104的传输，所述下行链路信号对应于从基站104向接入设备103的传输。在一些实施方式中，针对所述下行链路信号的所述多个信噪比样本当中的每个信噪比样本均基于所述多个天线当中的每个天线在接入设备103处的接收信号的强度指标(RSSI)和本底噪声(NF)。此外，在一些实施方式中，针对所述上行链路信号的所述多个信噪比样本当中的每个信噪比样本均基于所述多个天线当中的每个天线在主通信网络101的基站处的接收信号的强度指标(RSSI)和本底噪声(NF)。
在一些实施方式中，在步骤602中，通过处理分别针对所述下行链路信号和上行链路信号的信噪比样本对小区边缘事件进行检测可包括如下步骤：根据多个权重分配信噪比阈值以及多个相应信噪比权重值，分别确定与针对所述下行链路信号及上行链路信号的多个信噪比样本相对应的多个加权信噪比样本；根据所述多个加权信噪比样本，确定分别针对所述多个天线当中的每个天线的一组总加权信噪比样本；根据所述一组总加权信噪比样本及总加权信噪比小区边缘阈值，确定小区边缘事件置信度百分比；以及根据所述小区边缘事件置信度百分比及置信度百分比阈值，对小区边缘事件进行检测。
此外，在一些实施方式中，在步骤602中，通过处理分别针对所述下行链路信号和上行链路信号的信噪比样本对网络再入事件进行检测可包括如下步骤：根据多个权重分配信噪比阈值以及多个相应信噪比权重值，分别确定与针对所述下行链路信号及上行链路信号的多个信噪比样本相对应的多个加权信噪比样本；根据所述多个加权信噪比样本，确定分别针对所述多个天线当中的每个天线的一组总加权信噪比样本；根据所述一组总加权信噪比样本及总加权信噪比网络再入阈值，确定网络再入事件置信度百分比；以及根据所述网络再入事件置信度百分比及置信度百分比阈值，对网络再入事件进行检测。
在一些实施方式中，当检测到针对所述下行链路信号或上行链路信号的小区边缘事件时，控制逻辑600可包括将主通信网络101和接入设备103之间的通信链路保持为连接的活动链路的步骤。此外，在一些实施方式中，所述通信链路用于在接入设备103和主通信网络101的基站104之间交换媒体访问控制(MAC)协议数据单元(PDU)。此外，在一些实施方式中，主通信网络101和接入设备103之间的通信链路处于5GHz免授权频谱内。
在一些实施方式中，控制逻辑600可还包括当在主通信网络101上检测到针对所述下行链路信号或上行链路信号的所述小区边缘事件时打开次通信网络102和接入设备103之间的数据路径，以及当在主通信网络101上检测到针对所述下行链路信号和上行链路信号的所述网络再入事件时关闭次通信网络102和接入设备103之间的数据路径的步骤。
还应理解的是，上述技术可采用如下形式：计算机或控制器实现的过程；以及用于实施这些过程的装置。本发明还可以以含有指令的计算机程序代码的形式实施，所述指令包含于软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或其他任何计算机可读存储介质等的有形介质中，其中，当所述计算机程序代码载入计算机或控制器内并由该计算机或控制器执行时，该计算机即成为一种用于实施本发明的装置。本发明还可以以计算机程序代码或信号的形式实施，所述计算机程序代码或信号例如存储于存储介质中，或者载入计算机或控制器内并由该计算机或控制器执行，或者经电线或电缆、光纤或电磁辐射等的传输介质传输，其中，当所述计算机程序代码载入计算机内并由该计算机执行时，该计算机即成为一种用于实施本发明的装置。当在通用微处理器中实施时，所述计算机程序代码的代码段对所述微处理器进行配置，以创建出特定的逻辑电路。
以上公开的方法和系统可在个人计算机(PC)或服务器计算机等的常规或通用计算机系统内实施。现在参考图7，该图为用于实施符合本发明实施方式的例示计算机系统701的框图。计算机系统701的各种变形可用于实现接入设备103、基站104以及用于在异构无线通信网络100内进行数据路径切换的网络装置105等的通信网络100的部件。计算机系统701可包括中央处理单元(“CPU”或“处理器”)。处理器702可包括至少一个用于执行程序组件的数据处理器，所述程序组件用于执行用户或系统生成的请求。用户可包括个人、使用设备(例如，本发明范围内的设备)的个人或此类设备本身。所述处理器可包括例如集成系统(总线)控制器、内存管理控制单元、浮点单元、图形处理单元、数字信号处理单元等的专用处理单元。所述处理器可包括微处理器，例如AMD速龙(Athlon)、毒龙(Duron)或皓龙(Opteron)，ARM应用处理器，嵌入式或安全处理器，IBMPowerPC，IntelCore、安腾(Itanium)、至强(Xeon)、赛扬(Celeron)或其他系列处理器等。处理器702可通过主机、分布式处理器、多核、并行、网格或其他架构实现。一些实施方式可使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)等的嵌入式技术。
处理器702可通过输入/输出(I/O)接口703与一个或多个I/O设备进行通信。I/O接口703可采用通信协议/方法，例如但不限于，音频、模拟、数字、单声道、RCA、立体声、IEEE-1394、串行总线、通用串行总线(USB)、红外、PS/2、BNC、同轴、组件、复合、数字视觉接口(DVI)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、射频天线、S视频，VGA、IEEE802.n/b/g/n/x、蓝牙、蜂窝(例如码分多址(CDMA)、高速分组接入(HSPA+)、移动通信全球系统(GSM)、长期演进(LTE)、WiMax等)等。
通过使用I/O接口703，计算机系统701可与一个或多个I/O设备进行通信。举例而言，输入设备704可以为天线、键盘、鼠标、操纵杆、(红外)遥控、摄像头、读卡器、传真机、加密狗、生物计量阅读器、麦克风、触摸屏、触摸板、轨迹球、传感器(例如加速度计、光传感器、GPS、陀螺仪、接近传感器等)、触控笔、扫描仪、存储设备、收发器、视频设备/视频源、头戴式显示器等。输出设备705可以为打印机、传真机、视频显示器(例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子等)、音频扬声器等。在一些实施方式中，收发器706可与处理器702连接。所述收发器可促进各类无线传输或接收。例如，该收发器可包括以可操作方式连接至收发器芯片(例如德州仪器(TexasInstruments)WiLinkWL1283、博通(Broadcom)BCM4750IUB8、英飞凌科技(InfineonTechnologies)X-Gold618-PMB9800等)以实现IEEE802.11a/b/g/n、蓝牙、FM、全球定位系统(GPS)、2G/3G HSDPA/HSUPA通信等的天线。
在一些实施方式中，处理器702可通过网络接口707与通信网络708通信。网络接口707可与通信网络708通信。所述网络接口可采用包括但不限于直接连接、以太网(例如双绞线10/100/1000BaseT)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)、令牌环、IEEE802.11a/b/g/n/x等的连接协议。通信网络708可包括，但不限于，直接互连、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线网络(例如使用无线应用协议)、因特网等。通过网络接口707和通信网络708，计算机系统701可与设备709、710和711通信。这些设备可包括，但不限于，个人计算机，服务器，传真机，打印机，扫描仪，以及各种移动设备，例如蜂窝电话、智能电话(例如苹果(Apple)iPhone、黑莓(Blackberry)、基于安卓(Android)系统的电话等)、平板电脑、电子书阅读器(亚马逊(Amazon)Kindle，Nook等)、膝上型计算机、笔记本电脑、游戏机(微软(Microsoft)Xbox、任天堂(Nintendo)DS，索尼(Sony)PlayStation等)等。在一些实施方式中，计算机系统701可本身包含一个或多个上述设备。
在一些实施方式中，处理器702可通过存储接口712与一个或多个存储设备(例如RAM713、ROM714等)进行通信。所述存储接口可采用串行高级技术连接(SATA)、集成驱动电子设备(IDE)、IEEE1394、通用串行总线(USB)、光纤通道、小型计算机系统接口(SCSI)等连接协议连接至存储设备，该存储设备包括，但不限于，存储驱动器、可移除磁盘驱动器等。所述存储驱动器还可包括磁鼓、磁盘驱动器、磁光驱动器、光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(RAID)、固态存储设备、固态驱动器等。
存储设备715可存储一系列程序或数据库组件，包括但不限于，操作系统716、用户界面717、网页浏览器718、邮件服务器719、邮件客户端720、用户/应用程序数据721(例如本发明中所述的任何数据变量或数据记录)等。操作系统716可促进计算机系统701的资源管理和运行。操作系统例如包括，但不限于，苹果MacintoshOSX、Unix、Unix类系统套件(例如伯克利软件套件(BSD)、FreeBSD、NetBSD、OpenBSD等)、Linux套件(如RedHat、Ubuntu、Kubuntu等)、IBMOS/2、微软Windows(XP，Vista/7/8等)、苹果iOS、谷歌(Google)安卓、黑莓操作系统等。用户界面717可利用文本或图形工具促进程序组件的显示、执行、互动、操控或操作。例如，用户界面可在以可操作方式连接至计算机系统701的显示系统上提供光标、图标、复选框、菜单、滚动条、窗口、窗口部件等计算机交互界面元件。此外，还可采用图形用户界面(GUI)，包括但不限于，苹果Macintosh操作系统的Aqua、IBMOS/2、微软Windows(例如Aero、Metro等)、UnixX-Windows、网页界面库(例如ActiveX、Java、Javascript、AJAX、HTML、AdobeFlash等)等。
在一些实施方式中，计算机系统701可执行网页浏览器718存储的程序组件。所述网页浏览器可以为微软InternetExplorer、谷歌Chrome、谋智(Mozilla)火狐(Firefox)、苹果Safari等超文本浏览应用程序。其中，可通过HTTPS(安全超文本传输协议)、安全套接字层(SSL)、安全传输层(TLS)等实现安全网页浏览。网页浏览器可使用AJAX、DHTML、AdobeFlash、JavaScript、Java、应用程序编程接口(API)等工具。在一些实施方式中，计算机系统701可执行邮件服务器719存储的程序组件。该邮件服务器可以为微软Exchange等因特网邮件服务器。所述邮件服务器可使用ASP、ActiveX、ANSI C++/C#、微软.NET、CGI脚本、Java、JavaScript、PERL、PHP、Python、WebObjects等工具。所述邮件服务器还可使用因特网信息访问协议(IMAP)，邮件应用程序编程接口(MAPI)，微软Exchange，邮局协议(POP)，简单邮件传输协议(SMTP)等通信协议。在一些实施方式中，计算机系统701可执行邮件客户端720存储的程序组件。所述邮件客户端可为苹果Mail、微软Entourage、微软Outlook、谋智Thunderbird等邮件查看程序。
在一些实施方式中，计算机系统701可存储用户/应用程序数据721，例如本发明中所述数据、变量、记录等(如信噪比样本、配置参数、预设权重值、权重分配阈值，链路丢弃阈值、用于小区边缘检测和网络再入资格赋予的阈值、置信度百分比阈值等)。此类数据库可实施为甲骨文(Oracle)或赛贝斯(Sybase)等容错、关系、可扩展、安全数据库。或者，上述数据库可通过数组、散列、链表、结构、结构化文本文件(例如XML)、表格等标准化数据结构实现，或者实施为面向对象的数据库(例如通过ObjectStore、Poet、Zope等)。上述数据库可以为合并或分布数据库，有时分布于本发明所讨论的上述各种计算机系统之间。应该理解的是，上述任何计算机或数据库组件的结构及操作可以以任何可行的组合形式进行组合、合并或分布。
本领域技术人员可理解的是，以上各种实施方式中描述的技术可实现异构无线通信网络(如由LRLS无线通信网络和VSAT无线通信网络构成)内的小区边缘检测和避免网络振荡。该技术提供了一种将因主次通信网络之间(尤其在小区边缘处)的来回切换而发生的网络乒乓(振荡)效应进行消除或最小化的确切方案，从而提高最终用户的体验质量(QoE)。该技术通过针对LRLS数据路径的关闭或打开采用不同信噪比阈值准则而解决乒乓效应。该技术还在为通信会话确保持续的服务质量(QoS)的同时，将对昂贵的次(备用)网络(如卫星网络)的使用最小化，并最大化对优选主网络(如LRLS网络)的使用。通过仅同时根据上行链路和下行链路信噪比度量值进行垂直切换决策，可确保服务质量。此外，通过即使在检测到小区边缘之后仍将通信链路保持于活动状态并与此同时关闭数据路径，可促进信噪比度量值的连续收集，从而赋予通信链路网络再入及打开数据路径的资格。这不但节约了因通信链路拆除和重新建立所产生的开销，而且还优化了主通信网络101的使用状况。此外，可以理解的是，由于该技术仅基于信噪比度量值，因此其可容易地移植至提供有从用户或驱动程序的硬件单元中获取信噪比的装置的许多其他类似通信系统。
本说明书已描述了通过处理数据包而在异构无线通信网络内进行数据路径切换的系统和方法。所述步骤用于说明所示例示实施方式，并且应当预想到的是，随着技术的不断发展，特定功能的执行方式也将发生改变。本文所呈现的上述实施例用于说明而非限制目的。此外，为了描述的方便性，本文对各功能构建模块边界的定义为任意性的，只要其上述功能及其关系能够获得适当执行，也可按其他方式定义边界。根据本申请的发明内容，替代方案(包括本申请所述方案的等同方案、扩展方案、变形方案、偏差方案等)对于相关领域技术人员是容易理解的。这些替代方案均落入所公开实施方式的范围和精神内。
此外，一个或多个计算机可读存储介质可用于实施本发明的实施方式。计算机可读存储介质是指可对处理器可读取的信息或数据进行存储的任何类型的物理存储器。因此，计算机可读存储介质可对由一个或多个处理器执行的指令进行存储，包括用于使处理器执行根据本申请实施方式的步骤或阶段的指令。“计算机可读介质”一词应理解为包括有形物件且不包括载波及瞬态信号，即为非暂时性介质，例如包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、易失性存储器、非易失性存储器、硬盘驱动器、CD-ROM、DVD、闪存驱动器、磁盘以及其他任何已知物理存储介质。
以上发明及实施例旨在仅视为示例性内容及实施例，所公开实施方式的真正范围和精神由权利要求给出。

Claims (19)

1.一种在异构无线通信网络中进行数据路径切换的方法，其特征在于，所述方法包括：
由网络装置接收主通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个与接入设备相关的多个信噪比样本；
由所述网络装置利用多个配置参数对所述多个信噪比样本进行动态处理，以对与所述主通信网络的所述下行链路信号和所述上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测，其中，所述小区边缘事件表示与所述主通信网络相关的信号质量弱化，所述网络再入事件表示与所述主通信网络相关的信号质量增强，其中，所述多个配置参数包括针对所述小区边缘事件和所述网络再入事件的多个预设权重值和多个预设阈值；
在检测到所述下行链路信号或所述上行链路信号的所述小区边缘事件时，由所述网络装置关闭所述主通信网络和所述接入设备之间的数据路径并且打开次通信网络和所述接入设备之间的数据路径；以及
在检测到所述下行链路信号和所述上行链路信号的所述网络再入事件时，由所述网络装置打开所述主通信网络和所述接入设备之间的所述数据路径并且关闭所述次通信网络和所述接入设备之间的数据路径。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以所述多个配置参数对所述网络装置进行初始化。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当通信链路失效时，通过扫描、搜索和连接过程在所述主通信网络和所述接入设备之间建立连接并实施所述通信链路的启动。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在第一循环缓冲器内对所述下行链路信号的所述多个信噪比样本进行缓冲以及在第二循环缓冲器内对所述上行链路信号的所述多个信噪比样本进行缓冲。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行链路信号对应于从所述接入设备向所述主通信网络的基站的传输，所述下行链路信号对应于从所述基站向所述接入设备的传输。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行链路信号的所述多个信噪比样本当中的每一个均基于在所述接入设备处的多个天线当中的每一个的接收信号强度指标和本底噪声，以及所述上行链路信号的所述多个信噪比样本当中的每一个均基于在所述主通信网络的基站处的多个天线当中的每一个的接收信号强度指标和本底噪声。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述下行链路信号和所述上行链路信号进行信噪比样本处理以检测所述小区边缘事件包括：
根据多个权重分配信噪比阈值以及多个相应的信噪比权重值，确定与所述下行链路信号及所述上行链路信号的多个信噪比样本相对应的多个加权信噪比样本；
根据所述多个加权信噪比样本，确定所述多个天线当中的每一个的一组总加权信噪比样本；
根据所述一组总加权信噪比样本及总加权信噪比小区边缘阈值，确定小区边缘事件置信度百分比；以及
根据所述小区边缘事件置信度百分比及置信度百分比阈值，对所述小区边缘事件进行检测。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述下行链路信号和所述上行链路信号进行信噪比样本处理以检测所述网络再入事件包括：
根据多个权重分配信噪比阈值以及多个相应的信噪比权重值，确定与所述下行链路信号及所述上行链路信号的多个信噪比样本相对应的多个加权信噪比样本；
根据所述多个加权信噪比样本，确定所述多个天线当中的每一个的一组总加权信噪比样本；
根据所述一组总加权信噪比样本及总加权信噪比网络再入阈值，确定网络再入事件置信度百分比；以及
根据所述网络再入事件置信度百分比及置信度百分比阈值，对所述网络再入事件进行检测。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当检测到所述下行链路信号或所述上行链路信号的所述小区边缘事件时，将所述主通信网络和所述接入设备之间的通信链路保持为连接的活动链路。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通信链路用于在所述接入设备和所述主通信网络的基站之间交换媒体访问控制协议数据单元。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主通信网络和所述接入设备之间的通信链路位于5GHz的免授权频谱内。
12.一种在异构无线通信网络中进行数据路径切换的系统，其特征在于，所述系统包括：
网络装置，所述网络装置包括至少一个处理器及用于存储指令的存储器，所述指令在由所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器实施操作，所述操作包括：
接收主通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个与接入设备相关的多个信噪比样本；
利用多个配置参数对所述多个信噪比样本进行动态处理，以对与所述主通信网络的所述下行链路信号和所述上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测，其中，所述小区边缘事件表示与所述主通信网络相关的信号质量弱化，所述网络再入事件表示与所述主通信网络相关的信号质量增强，其中，所述多个配置参数包括针对所述小区边缘事件和所述网络再入事件的多个预设权重值和多个预设阈值；
在检测到所述下行链路信号或所述上行链路信号的所述小区边缘事件时，关闭所述主通信网络和所述接入设备之间的数据路径并且打开次通信网络和所述接入设备之间的数据路径；以及
在检测到所述下行链路信号和所述上行链路信号的所述网络再入事件时，打开所述主通信网络和所述接入设备之间的所述数据路径并且关闭所述次通信网络和所述接入设备之间的数据路径。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述操作还包括以所述多个配置参数对所述网络装置进行初始化。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述操作还包括当通信链路失效时，通过扫描、搜索和连接过程在所述主通信网络和所述接入设备之间建立连接并实施所述通信链路的启动。
15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述下行链路信号的所述多个信噪比样本当中的每一个均基于在所述接入设备处的所述多个天线当中的每一个的接收信号强度指标和本底噪声，以及所述上行链路信号的所述多个信噪比样本当中的每一个均基于在所述主通信网络的基站处的所述多个天线当中的每一个的接收信号强度指标和本底噪声。
16.如权利要求12所述的系统，其特征在于，对所述下行链路信号和所述上行链路信号进行信噪比样本处理以检测所述小区边缘事件包括：
根据多个权重分配信噪比阈值以及多个相应的信噪比权重值，确定与所述下行链路信号及所述上行链路信号的多个信噪比样本相对应的多个加权信噪比样本；
根据所述多个加权信噪比样本，确定所述多个天线当中的每一个的一组总加权信噪比样本；
根据所述一组总加权信噪比样本及总加权信噪比小区边缘阈值，确定小区边缘事件置信度百分比；以及
根据所述小区边缘事件置信度百分比及置信度百分比阈值，对所述小区边缘事件进行检测。
17.如权利要求12所述的系统，其特征在于，对所述下行链路信号和所述上行链路信号进行信噪比样本进行处理以检测所述网络再入事件包括：
根据多个权重分配信噪比阈值以及多个相应的信噪比权重值，确定与所述下行链路信号及所述上行链路信号的多个信噪比样本相对应的多个加权信噪比样本；
根据所述多个加权信噪比样本，确定所述多个天线当中的每一个的一组总加权信噪比样本；
根据所述一组总加权信噪比样本及总加权信噪比网络再入阈值，确定网络再入事件置信度百分比；以及
根据所述网络再入事件置信度百分比及置信度百分比阈值，对所述网络再入事件进行检测。
18.如权利要求12所述的系统，其特征在于，当检测到所述下行链路信号或所述上行链路信号的所述小区边缘事件时，将所述主通信网络和所述接入设备之间的通信链路保持为连接的活动链路。
19.一种非暂时性计算机可读介质，存储有在异构无线通信网络中进行数据路径切换的指令，其特征在于，当所述指令由一个或多个处理器执行时使得所述处理器实施操作，所述操作包括：
接收主通信网络的下行链路信号、上行链路信号及多个天线当中的每一个的与接入设备相关的多个信噪比样本；
利用多个配置参数对所述多个信噪比样本进行动态处理，以对与所述主通信网络的所述下行链路信号和所述上行链路信号相关的小区边缘事件和网络再入事件当中的一者进行检测，其中，所述小区边缘事件表示与所述主通信网络相关的信号质量弱化，所述网络再入事件表示与所述主通信网络相关的信号质量增强，其中，所述多个配置参数包括针对所述小区边缘事件和所述网络再入事件的多个预设权重值和多个预设阈值；
在检测到所述下行链路信号或所述上行链路信号的所述小区边缘事件时，关闭所述主通信网络和所述接入设备之间的数据路径并且打开次通信网络和所述接入设备之间的数据路径；以及
在检测到所述下行链路信号和所述上行链路信号的所述网络再入事件时，打开所述主通信网络和所述接入设备之间的所述数据路径并且关闭所述次通信网络和所述接入设备之间的数据路径。
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