[發明專利]一種基于SDN的多信道傳輸的5G網絡及傳輸數據的方法

有效

• 申請號: 201710593817.8
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107277858B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 付玉龍;李國權;閆崢;李暉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/08;H04W40/12;H04L12/709;H04L12/951;H04W76/16
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 李東京

本發明涉及一種基于SDN的多信道傳輸的5G網絡架構，包括移動設備，無線接入網絡（RAN）設備，以及核心網絡，移動設備側定義有OpenFlow控制器（M?OFC）和OpenFlow網關（M?OFG）；無線接入網絡設備（RAN）上定義有OpenFlow控制器（R?OFC）和OpenFlow網關（R?OFG）；核心網絡上定義有OpenFlow控制器（N?OFC）和OpenFlow網關（N?OFG）；通過在發送側與接收側共享流表信息，使數據包的分離與組合相互匹配，極大地提高了5G網絡的數據傳輸速率，該網絡架構有效地緩解了網絡承載的數據流量壓力，提升移動網絡環境下的用戶體驗。

技術領域

本發明屬于移動通信網絡技術領域，具體涉及一種基于SDN的多信道傳輸的5G網絡及傳輸數據的方法。

背景技術

近年來，隨著移動互聯網技術的迅速發展，使用移動設備的用戶急速增長，隨時隨地進行無線網絡連接已經逐漸成為現實。然而，用戶無線傳輸需求的持續增長以及物聯網等各類通信應用的普及，對移動通信系統的業務支撐能力提出了新的挑戰。

根據思科第11次年度視覺網絡指數(VNI)全球移動數據流量預測(2016年至2021年)，到2021年全球手機用戶數(55億)將超過銀行賬戶用戶數(54億)、自來水用戶數(53億)和固定電話用戶數(29億)。移動用戶、智能手機和物聯網連接的迅猛增長以及移動視頻消費的大幅增加，預計將在未來五年內促使移動數據流量增長七倍。

但是，當前長期演進網絡(LTE-A)的流量增量已經無法滿足用戶移動流量增長的需求，因此對新的一代移動網絡(5G)的研究已經成為近年來的一個熱門話題。

5G的目標是實現移動網絡“傳輸率高”、“大容量”和“無縫切換”，其中傳輸速率的增加可能是實現5G最重要和緊迫的目標。5G網絡有望在下行信道提供1Gbps以上的傳輸速率，而LTE-A只能提供150Mbps的速率，隨著新的方法和技術的使用，更高的數據傳輸速率要求也被提出。

總的來說，以下兩種方法都被認為能夠實現未來5G中的高傳輸速率：

1)使用頻率較高的通信技術如毫米波；

2)使用現有的多個無線網絡信道并行傳輸。

第一種方法需要一個新的無線接入技術(RATs)，毫米波具有較高的頻率6Ghz。一系列關于毫米波的研究已經部署在不同場景中對網絡性能進行評估。實驗結果表明，數據傳輸速率可以明顯提高。直到現在，大多數研究者都認為，5G的毫米波技術將成為未來5G傳輸速率提升的主要解決方案。然而，毫米波的高頻段導致了它最大的缺點就是穿透力差、衰減大，它的傳播能力強烈地受環境干擾。這些缺陷導致了毫米波的部署應與其他一些現有的RATs相結合，即需要工作在微微蜂窩和小基站網絡的拓撲結構內。在這方面，毫米波的使用可能只局限在一些大城市，而鄉鎮等地區需要適應未來5G需求的其他解決方案。

第二種方法的主要思想是分配流量負載到多個無線網絡信道以提高數據傳輸速率。當前移動設備發展迅速，隨之也出現很多RATs，如GPRS、CDMA、3G、LTE、LTE-A、WiMAX和WiFi等等，它們可以同時部署在同一個移動設備中，這使得多個無線接入網絡(RANs)的并行傳輸成為可能。這種解決方案不需要改變當前的移動網絡拓撲結構，因為RATs的基礎設施在5G之前已經被部署。因此，與第一種方案相比，第二個方案將節省投資者大量的投入成本。而且，因為大部分部署的無線接入技術已經被證明在鄉鎮地區是可以運行的，第二種方法自然能夠滿足鄉鎮環境下的高數據傳輸速率的要求。所以，即使毫米波的應用將成為未來5G的主要趨勢，研究優化利用現有的異構網絡仍然十分重要。在本專利中，我們專注于未來5G網絡傳輸速率的提升，并使用上述提到的第二種方案進行相應的研究和分析。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于SDN的多信道傳輸的5G網絡及傳輸數據的方法。