[發(fā)明專利]一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信道搶占向上垂直切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110424871.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102497657A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 粟欣;曾捷;劉力;猶園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W36/14
• 分類號(hào): H04W36/14
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信道搶占向上垂直切換方法。

背景技術(shù)

目前，在無(wú)線通信領(lǐng)域是多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)共存。隨著人們對(duì)移動(dòng)接入需求的不斷增長(zhǎng)，下一代無(wú)線通信技術(shù)正朝著實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)融合的方向發(fā)展。蜂窩網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)是目前最主要的兩種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其各自的特性完全不同。蜂窩網(wǎng)覆蓋范圍大，帶寬低，與此相反，WLAN覆蓋范圍小，帶寬高。實(shí)現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與WLAN的融合互通，則能使二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高所提供業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(Qos)，帶給用戶全新的體驗(yàn)。

網(wǎng)絡(luò)間交換連接的過(guò)程稱為切換。相同接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)之間的切換稱為水平切換，而不同接入技術(shù)網(wǎng)絡(luò)間的切換稱為垂直切換。垂直切換又可以分為向上垂直切換(UVH)和向下垂直切換(DVH)。UVH是指移動(dòng)用戶從小覆蓋高帶寬向大覆蓋低帶寬網(wǎng)絡(luò)的切換過(guò)程，而DVH則是指移動(dòng)用戶從大覆蓋低帶寬向小覆蓋高帶寬網(wǎng)絡(luò)的切換過(guò)程。對(duì)于蜂窩網(wǎng)與WLAN互通系統(tǒng)而言，如圖1所示，圖中：1為單蜂窩覆蓋區(qū)；2為WLAN覆蓋區(qū)；3為雙重覆蓋區(qū)域；4為向上垂直切換；5為向下垂直切換；UVH是指從WLAN到蜂窩網(wǎng)的垂直切換，而DVH則是指從蜂窩網(wǎng)到WLAN的垂直切換。Bejaoui.T.和Nasser.N.2008年在“IEEE?AICCSA?08”國(guó)際會(huì)議上發(fā)表的論文“Handover?and?Class-based?Call?Admission?Control?Policy?for?4G-Heterogeneous?Mobile?Networks”中指出UVH具有“強(qiáng)制性”，其理由是：移動(dòng)用戶從蜂窩網(wǎng)進(jìn)入WLAN覆蓋區(qū)時(shí)如果不執(zhí)行DVH過(guò)程，其仍能通過(guò)保持與蜂窩網(wǎng)的連接而使通信不中斷，但對(duì)于從WLAN到蜂窩網(wǎng)的UVH過(guò)程，情況則完全不同。此時(shí)，移動(dòng)用戶離開(kāi)了WLAN覆蓋區(qū)，進(jìn)入單蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)，如果UVH不能及時(shí)進(jìn)行，用戶的通信過(guò)程將被迫中斷。

近年來(lái)，針對(duì)不同接入技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)間垂直切換的研究逐漸增多，但是都極少涉及到信道搶占的垂直切換。T.L.Sheu等人2010年在“Wireless?Networks”期刊上發(fā)表的論文“A?Channel?Preemption?Model?for?Vertical?Handoff?in?a?WLAN-embedded?Cellular?Network”中提出一種適用于蜂窩網(wǎng)與WLAN互通系統(tǒng)的信道搶占垂直切換方案，其核心思想是：在蜂窩網(wǎng)與WLAN互通系統(tǒng)中，如果蜂窩網(wǎng)中的有效信道已經(jīng)被全部占用，只處于單蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)的新增呼叫或經(jīng)UVH過(guò)程到單蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)的切換呼叫發(fā)現(xiàn)蜂窩網(wǎng)與WLAN雙重覆蓋區(qū)域內(nèi)有蜂窩信道存在，則可對(duì)該類信道進(jìn)行搶占。被搶占信道的在線蜂窩呼叫被迫執(zhí)行DVH過(guò)程，由蜂窩網(wǎng)向WLAN進(jìn)行垂直切換。該方案有效地降低了蜂窩網(wǎng)內(nèi)新增呼叫阻塞率和UVH呼叫丟失率。然而，該方案將導(dǎo)致許多處于雙重覆蓋區(qū)域內(nèi)通話持續(xù)時(shí)間很短的在線蜂窩呼叫因其所占用的蜂窩信道被搶占而被迫執(zhí)行DVH過(guò)程，并由此可能引起分組傳輸時(shí)延增加、分組丟失甚至呼叫掉話，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)通信的服務(wù)質(zhì)量下降。另外，該方案并沒(méi)有考慮UVH的強(qiáng)制性，而是賦予UVH呼叫與新增蜂窩呼叫同等的信道搶占權(quán)利，其結(jié)果使得UVH呼叫丟失率性能得不到進(jìn)一步改善。

I.Canadan等人在ISCN’2006上發(fā)表的論文“A?Time-Threshold?Based?Multi-Guard?Bandwidth?Allocation?Scheme?for?Cellular?Networks”中指出：對(duì)于一個(gè)在線蜂窩語(yǔ)音呼叫，如果通話持續(xù)時(shí)間很短就出現(xiàn)掉話，用戶將會(huì)非常憤怒，而當(dāng)通話持續(xù)一定時(shí)間后才出現(xiàn)掉話，用戶的不滿情緒就不會(huì)那么強(qiáng)烈。

在蜂窩網(wǎng)與WLAN互通系統(tǒng)中，進(jìn)入雙重覆蓋區(qū)域內(nèi)的在線蜂窩語(yǔ)音呼叫不會(huì)主動(dòng)執(zhí)行DVH過(guò)程，除非單蜂窩覆蓋區(qū)內(nèi)有其它等待響應(yīng)的呼叫對(duì)其提出信道搶占申請(qǐng)；而進(jìn)入雙重覆蓋區(qū)域內(nèi)的在線蜂窩數(shù)據(jù)呼叫應(yīng)該盡可能執(zhí)行DVH過(guò)程，即只要有空閑的WLAN信道存在，該類呼叫就應(yīng)該放棄所占用的蜂窩信道，轉(zhuǎn)而占用WLAN信道。此時(shí)若沒(méi)有WLAN空閑信道存在，在沒(méi)有蜂窩信道搶占發(fā)生的情形下允許進(jìn)入雙重覆蓋區(qū)域內(nèi)的在線蜂窩數(shù)據(jù)呼叫暫時(shí)繼續(xù)占用原蜂窩信道，以免增加不必要的呼叫丟失和通信中斷。

異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)間的垂直切換是下一代移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)無(wú)縫移動(dòng)性的關(guān)鍵。對(duì)垂直切換呼叫的處理方式將直接影響到提供給移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量及互通系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容