專利名稱：認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
進入二十世紀以來，無線移動通信技術(shù)迅速發(fā)展，在研究和實際應(yīng)用中均獲得了重大的技術(shù)突破。與此同時，無線接入技術(shù)的不斷涌現(xiàn)已經(jīng)構(gòu)成了未來無線通信中多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并存的通信網(wǎng)絡(luò)格局。由于性質(zhì)上存在著比較大的差異，不同無線接入技術(shù)在通信能力、覆蓋、成本等方面各有所長。此外，由于經(jīng)濟的原因以及商業(yè)化上的需求，已經(jīng)進入商用的通信系統(tǒng)在技術(shù)落后的情況下也不能快速用新的技術(shù)來代替?；谶@些原因，異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的融合這一新興的研究領(lǐng)域慢慢得到了人們的廣泛關(guān)注。異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)融合不僅能夠充分發(fā)揮不同無線接入技術(shù)的長處，實現(xiàn)不同無線接入技術(shù)優(yōu)勢的互補，最大程度的優(yōu)化資源利用效率，同時也能夠為用戶提供最佳的無縫業(yè)務(wù)體驗。移動寬帶系統(tǒng)中業(yè)務(wù)量以及終端用戶要求數(shù)據(jù)速率的持續(xù)增長，將影響移動網(wǎng)絡(luò)在未來的部署。提供非常高的系統(tǒng)容量(每平方米容量)以及非常高的用戶數(shù)據(jù)速率，需要非常密的無線接入網(wǎng)絡(luò)，也就是要部署額外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。一種部署方法是通過增加小區(qū)數(shù)目，提高每平方米容量而不需要每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點業(yè)務(wù)量對應(yīng)增加。同時，通過增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)目，基站到終端的距離總體上會縮短，這意味著鏈路預(yù)算的提高以及對應(yīng)的可實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率的提高。通用的宏蜂窩層的密度化(也就是說，減少每個小區(qū)的覆蓋以及增加蜂窩基站的個數(shù))是許多運營商已經(jīng)采取的部署方法。另一種部署方法是在宏蜂窩小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)部署額外的低功率節(jié)點。在這樣不規(guī)則或多層的網(wǎng)絡(luò)部署中，底層的微小區(qū)不需要提供全區(qū)域的覆蓋。微小區(qū)的站址部署在需要增加通量和提高數(shù)據(jù)速率的地方，而微小區(qū)之外的覆蓋終端可以通過宏小區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)。在移動通信系統(tǒng)中利用不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)部署，也就是利用低功率的微小區(qū)節(jié)點作為宏小區(qū)的補償，在某特定區(qū)域可提高網(wǎng)絡(luò)容量及/或數(shù)據(jù)速率。然而對于寬帶無線接入技術(shù)，如LTE(Long Term Evolution,長期演進),在不同的小區(qū)層使用不同的載波頻率會導致不必要的頻譜碎片，明顯減少每個小區(qū)層中的最大可實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率；同樣，給一個業(yè)務(wù)量低的小區(qū)分配亦可亦不可使用的頻譜會導致頻譜的非充分使用。在不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)部署中層間的干擾特性也取決于所使用的小區(qū)選擇策略。傳統(tǒng)的小區(qū)選擇是基于一些下行信號接收功率的測量。然而在不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)部署中小區(qū)有不同的發(fā)送功率，意味著即使到微小區(qū)的路徑損耗小，終端也可能經(jīng)常選擇高功率的宏小區(qū)。從上行覆蓋和容量來講，這顯然不是最優(yōu)的。從以上分析可以看出，目前移動網(wǎng)絡(luò)存在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合以及提高頻譜效率、增加網(wǎng)絡(luò)容量的兩大問題；雖然目前已經(jīng)有了一些研究，但是目前還沒有一種合理的、適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將兩者結(jié)合起來，而這種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對于未來無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)不僅是必須的，而且是非常急迫的。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與業(yè)務(wù)在覆蓋上的分離，從而使移動網(wǎng)絡(luò)既能方便的實現(xiàn)異構(gòu)融合和網(wǎng)間協(xié)調(diào)，又能對高速率業(yè)務(wù)提供有效承載，從而解決制約移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的兩個難題，為未來移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供技術(shù)支持。(二)技術(shù)方案本發(fā)明技術(shù)方案如下:一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)，包括大區(qū)、與所述大區(qū)信息交互的若干小區(qū)以及分別與所述大區(qū)和小區(qū)信息交互的若干終端；所述大區(qū)，用于收集通信系統(tǒng)中認知信息并根據(jù)所述認知信息為所述小區(qū)分配網(wǎng)絡(luò)資源；指導所述終端選擇接入小區(qū)；指導所述終端進行跨網(wǎng)切換；所述小區(qū)，用于根據(jù)終端業(yè)務(wù)類型以及服務(wù)質(zhì)量需求為其分配用戶資源并將分配信息發(fā)送至所述終端以及傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述認知信息包括無線域信息、網(wǎng)絡(luò)域信息以及用戶域的信息；所述認知信息與宏觀控制信息共同形成認知平面。優(yōu)選的，所述無線域信息包括頻譜使用狀態(tài)、信道衰落狀態(tài)；所述網(wǎng)絡(luò)域信息包括網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)情況、網(wǎng)絡(luò)負載情況、網(wǎng)絡(luò)資源分配情況；所述用戶域信息包括終端所處位置、移動方向及速度、業(yè)務(wù)類型、服務(wù)質(zhì)量需求。優(yōu)選的，指導所述終端選擇接入小區(qū)包括步驟:S101.所述終端向大區(qū)發(fā)送業(yè)務(wù)接入請求信息；S102.大區(qū)結(jié)合所述認知信息以及業(yè)務(wù)接入請求信息為終端選擇接入的小區(qū)并將選擇信息發(fā)送至終端以及被選小區(qū)；S103.被選小區(qū)根據(jù)所述選擇信息為終端分配用戶資源并發(fā)送許可信息到所述終端;S104.終端根據(jù)所述許可信息進行數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)選的，所述業(yè)務(wù)接入請求信息包括終端業(yè)務(wù)類型、所需資源以及所處位置。優(yōu)選的，指導所述終端進行跨網(wǎng)切換包括步驟:S201.大區(qū)根據(jù)所述認知信息預(yù)測到終端需要跨網(wǎng)切換后，根據(jù)終端移動方向及速度選擇切換的目的小區(qū)；S202.大區(qū)發(fā)送切換指令至所述終端、其所在小區(qū)以及目的小區(qū)；S203.目的小區(qū)為所述終端預(yù)留用戶資源；S204.終端所在小區(qū)將終端相應(yīng)信息移交至所述目的小區(qū)；S205.終端切換至所述目的小區(qū)。(三)有益效果本發(fā)明從整體角度構(gòu)建了一種雙層小區(qū)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)相分離，由大區(qū)統(tǒng)一管理，與長期、全局的宏觀控制信息共同形成認知平面，保證了各個網(wǎng)絡(luò)對于網(wǎng)絡(luò)狀況有相同的看法，并且能夠更好的協(xié)調(diào)各個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異構(gòu)融合。而將大部分的控制信息留在小區(qū)，保證了網(wǎng)絡(luò)對于用戶需求以及環(huán)境變化的快速反應(yīng)，降低了通信時延，提高了數(shù)據(jù)速率。同時通過信令的大區(qū)覆蓋，保證終端永遠在線，提高了服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的不連續(xù)覆蓋，提升了整個網(wǎng)絡(luò)的容量和頻譜效率。


圖1是本發(fā)明的一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中移動通/[目系統(tǒng)的一種模型不意圖；圖3是圖1中移動通/[目系統(tǒng)的另一種|旲型不意圖；圖4是圖1中移動通信系統(tǒng)的又一種模型示意圖；圖5是圖1中移動通信系統(tǒng)終端選擇接入小區(qū)的流程圖；圖6是圖1中移動通信系統(tǒng)終端進行跨網(wǎng)切換的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對發(fā)明的具體實施方式
做進一步描述。以下實施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1-圖4中所示的一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)，其特征在于，包括大區(qū)、與所述大區(qū)信息交互的若干小區(qū)以及分別與所述大區(qū)和小區(qū)信息交互的若干終端；所述大區(qū)，用于收集通信系統(tǒng)中認知信息，并根據(jù)所述認知信息分析各小區(qū)長時的資源與業(yè)務(wù)的匹配情況，然后為所述小區(qū)分配網(wǎng)絡(luò)資源；并用于指導所述終端選擇接入小區(qū)以及指導所述終端進行跨網(wǎng)切換；本發(fā)明中大區(qū)即指認知平面，其管理網(wǎng)絡(luò)的認知信息，收集整個網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，制定網(wǎng)絡(luò)中長期的、大粒度的、全局性的決策，協(xié)調(diào)各個小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)資源分配，根據(jù)終端需求指導所述終端接入網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)間切換等。這樣保證了各個網(wǎng)絡(luò)對于網(wǎng)絡(luò)狀況有相同的看法，并且由于大區(qū)對于認知信息的了解，能夠更好的協(xié)調(diào)各個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異構(gòu)融合；所述小區(qū)，用于根據(jù)終端業(yè)務(wù)類型以及服務(wù)質(zhì)量需求為其分配用戶資源并將分配信息發(fā)送至所述終端以及用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；本發(fā)明中小區(qū)包括多種不同類型的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，如圖1及圖3所示，每個小區(qū)負責管理本小區(qū)的網(wǎng)內(nèi)終端用戶，包括管理針對本小區(qū)的網(wǎng)內(nèi)短期的、即時的控制信息，以及承載用戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等；將大部分的網(wǎng)內(nèi)短期控制信息交由小區(qū)處理，保證了通信系統(tǒng)對于用戶需求以及環(huán)境變化的快速反應(yīng)，降低了通信時延，提高了數(shù)據(jù)速率。其中，所述認知信息包括無線域信息、網(wǎng)絡(luò)域信息以及用戶域的信息等；所述無線域信息包括頻譜使用狀態(tài)、信道衰落狀態(tài)等；所述網(wǎng)絡(luò)域信息包括網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)情況、網(wǎng)絡(luò)負載情況、網(wǎng)絡(luò)資源分配情況等；所述用戶域信息包括終端所處位置、移動方向及速度、業(yè)務(wù)類型、服務(wù)質(zhì)量需求等；認知信息幫助大區(qū)了解網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及終端的位置、業(yè)務(wù)類型等信息，從而制定相應(yīng)的策略進行資源分配以及進行網(wǎng)間干擾協(xié)調(diào)等，實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合。其中，指導所述終端選擇接入小區(qū)流程圖如圖5中所示，主要包括以下步驟:
S101.大區(qū)通過收集到的認知信息分析出各小區(qū)的資源使用情況和負載情況，將網(wǎng)絡(luò)信息通過廣播的方式發(fā)送至全區(qū)；所述終端根據(jù)收到的網(wǎng)絡(luò)信息向大區(qū)發(fā)送業(yè)務(wù)接入請求信息；所述業(yè)務(wù)接入請求信息包括終端業(yè)務(wù)類型、所需資源以及所處位置等；S102.大區(qū)結(jié)合所述認知信息以及業(yè)務(wù)接入請求信息為終端選擇接入的小區(qū)并將選擇信息發(fā)送至終端以及被選小區(qū)；S103.被選小區(qū)收到大區(qū)發(fā)送的選擇信息后，根據(jù)所述選擇信息為終端分配用戶資源并發(fā)送許可信息到所述終端；S104.終端收到所述許可信息后，根據(jù)所述許可信息進行數(shù)據(jù)傳輸。終端統(tǒng)一向大區(qū)發(fā)送連接建立請求，再由大區(qū)分配至相應(yīng)的小區(qū)，保證了各網(wǎng)絡(luò)的負載均衡。其中，指導所述終端進行跨網(wǎng)切換包括步驟:S201.大區(qū)根據(jù)所述認知信息中的信道信息和終端位置信息等預(yù)測終端是否需要進行跨網(wǎng)切換；如果終端需要進行網(wǎng)絡(luò)切換，則根據(jù)終端移動方向及速度選擇切換的目的小區(qū)；S202.大區(qū)發(fā)送切換指令至所述終端、其所在小區(qū)以及目的小區(qū)；S203.目的小區(qū)為所述終端預(yù)留用戶資源；S204.終端所在小區(qū)將終端相應(yīng)信息移交至所述目的小區(qū)；S205.終端切換至所述目的小區(qū)，其原先所在小區(qū)釋放無線資源。由大區(qū)指導所述終端進行跨網(wǎng)切換，減少了控制信令流程，降低了切換時延。與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明從整體角度構(gòu)建了一種雙層小區(qū)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了未來移動網(wǎng)絡(luò)部署的新思路，即不再是追求覆蓋，而是轉(zhuǎn)變?yōu)樽非笕萘亢蜔狳c地區(qū)的高數(shù)據(jù)速率，用大區(qū)保證基本的覆蓋，用小區(qū)保證熱點的高數(shù)據(jù)速率。本發(fā)明將認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)相分離，由大區(qū)統(tǒng)一管理，與長期、全局的宏觀控制信息共同形成認知平面，保證了各個網(wǎng)絡(luò)對于網(wǎng)絡(luò)狀況有相同的看法，并且能夠更好的協(xié)調(diào)各個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異構(gòu)融合。而將大部分的控制信息留在小區(qū)，保證了網(wǎng)絡(luò)對于用戶需求以及環(huán)境變化的快速反應(yīng)，降低了通信時延，提高了數(shù)據(jù)速率。同時通過信令的大區(qū)覆蓋，保證終端永遠在線，提高了服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的不連續(xù)覆蓋，提升了整個網(wǎng)絡(luò)的容量和頻譜效率。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護范疇。
權(quán)利要求
1.一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)，其特征在于，包括大區(qū)、與所述大區(qū)信息交互的若干小區(qū)以及分別與所述大區(qū)和小區(qū)信息交互的若干終端； 所述大區(qū)，用于收集通信系統(tǒng)中認知信息并根據(jù)所述認知信息為所述小區(qū)分配網(wǎng)絡(luò)資源；指導所述終端選擇接入小區(qū)；指導所述終端進行跨網(wǎng)切換； 所述小區(qū)，用于根據(jù)終端業(yè)務(wù)類型以及服務(wù)質(zhì)量需求為其分配用戶資源并將分配信息發(fā)送至所述終端以及傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述認知信息包括無線域信息、網(wǎng)絡(luò)域信息以及用戶域的信息；所述認知信息與宏觀控制信息共同形成認知平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述無線域信息包括頻譜使用狀態(tài)、信道衰落狀態(tài)；所述網(wǎng)絡(luò)域信息包括網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)情況、網(wǎng)絡(luò)負載情況、網(wǎng)絡(luò)資源分配情況；所述用戶域信息包括終端所處位置、移動方向及速度、業(yè)務(wù)類型、服務(wù)質(zhì)量需求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，指導所述終端選擇接入小區(qū)包括步驟:述終端向大區(qū)發(fā)送業(yè)務(wù)接入請求信息；區(qū)結(jié)合所述認知信息以及業(yè)務(wù)接入請求信息為終端選擇接入的小區(qū)并將選擇信息發(fā)送至終端以及被選小區(qū)；選小區(qū)根據(jù)所述選擇信息為終端分配用戶資源并發(fā)送許可信息到所述終端；端根據(jù)所述許可信息進行數(shù)據(jù)傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述業(yè)務(wù)接入請求信息包括終端業(yè)務(wù)類型、所需資源以及所處位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3或5任意一項所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，指導所述終端進行跨網(wǎng)切換包括步驟:區(qū)根據(jù)所述認知信息預(yù)測到終端需要跨網(wǎng)切換后，根據(jù)終端移動方向及速度選擇切換的目的小區(qū)；區(qū)發(fā)送切換指令至所述終端、其所在小區(qū)以及目的小區(qū)；的小區(qū)為所述終端預(yù)留用戶資源；端所在小區(qū)將終端相應(yīng)信息移交至所述目的小區(qū)；端切換至所述目的小區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明涉及認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)分離的分層異構(gòu)移動通信系統(tǒng)。本發(fā)明從整體角度構(gòu)建了一種雙層小區(qū)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將認知信息與控制信息及業(yè)務(wù)相分離，由大區(qū)統(tǒng)一管理，與長期、全局的宏觀控制信息共同形成認知平面，保證了各個網(wǎng)絡(luò)對于網(wǎng)絡(luò)狀況有相同的看法，并且能夠更好的協(xié)調(diào)各個網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異構(gòu)融合。而將大部分的控制信息留在小區(qū)，保證了網(wǎng)絡(luò)對于用戶需求以及環(huán)境變化的快速反應(yīng)，降低了通信時延，提高了數(shù)據(jù)速率。同時通過信令的大區(qū)覆蓋，保證終端永遠在線，提高了服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的不連續(xù)覆蓋，提升了整個網(wǎng)絡(luò)的容量和頻譜效率。
文檔編號H04W24/00GK103108340SQ201310008040
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者馮志勇, 劉建偉, 張奇勛, 馬思思, 尉志青, 王璁, 張平 申請人:北京郵電大學