專利名稱：一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶無線接入技術(shù)，尤其涉及一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端及 方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通信的高速發(fā)展，無線通信逐漸成為人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪斜夭豢缮俚?工具。無線通信為用戶帶來便利同時也為服務(wù)提供商和運(yùn)營商帶來了極大的收益。用戶可以使用各種各樣的寬帶無線接入系統(tǒng)，有小范圍覆蓋的WLAN(無線局 域網(wǎng))，WLAN 可以是 WiFi (無線保真)或是 WAPI (WLANAuthentication and Privacy Infrastructure,無線局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu))，有大范圍覆蓋有Wimax (全球微波互 聯(lián)接入)，UMTS(通用移動通信系統(tǒng))，GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù))和TD-SCDMA(時分同步 的碼分多址技術(shù))。為充分利用各種無線接入網(wǎng)絡(luò)，用戶設(shè)備會同時裝備多種網(wǎng)絡(luò)。例如， 現(xiàn)在的筆記本電腦普遍都有WLAN，而Intel承諾在未來的筆記本電腦中捆綁Wimax，因此未 來的用戶設(shè)備可以同時接入多個無線接入網(wǎng)絡(luò)中。寬帶和多功能集成是無線通信的發(fā)展方 向。由于各種網(wǎng)絡(luò)的特性和覆蓋范圍不同，多個網(wǎng)絡(luò)協(xié)同使用可以使用戶以更低的價錢獲 得更佳的服務(wù)。WLAN是一種低成本的接入技術(shù)，而今已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，較流行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有 IEEE802. 11及WAPI。WAPI是針對IEEE802. 11中TOP協(xié)議安全問題，經(jīng)多方參加，反復(fù)論 證，充分考慮各種應(yīng)用模式，在中國無線局域網(wǎng)國家標(biāo)準(zhǔn)GB15629. 11中提出的WLAN安全解 決方案。同時，該方案已由IS0/IEC授權(quán)的機(jī)構(gòu)IEEE Registration Authority (IEEE注冊 權(quán)威機(jī)構(gòu))審查并獲得認(rèn)可，分配了用于WAPI協(xié)議的以太類型字段，這也是我國目前在該 領(lǐng)域惟一獲得批準(zhǔn)的協(xié)議。這些標(biāo)準(zhǔn)雖然已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，但目前仍在不斷的改進(jìn) 和發(fā)展之中，以適應(yīng)安全認(rèn)證、漫游和QoS (服務(wù)質(zhì)量)等方面的要求，WLAN的最高速率可達(dá) 54Mbps。WLAN的優(yōu)勢在于布網(wǎng)簡單站點(diǎn)多，酒店機(jī)場都提供WLAN，而且在很多國家的公共 場所還提供免費(fèi)的WiFi服務(wù)，而在國內(nèi)WAPI也比較流行，它在交通工具的各種移動速度下 都能提供通信，因此還可以為交通工具提供移動路線的覆蓋。WLAN的不足之處在于覆蓋范 圍小，在視線(Line of sight，簡稱LoS)的假設(shè)下，WLAN能夠覆蓋的理論戶外范圍只有大 約20公里，而其中實(shí)際可用的范圍只有大約1到2公里，即在每個方向上500到1000米。Wimax系統(tǒng)是一個基于IEEE802. 16協(xié)議的寬帶無線接入系統(tǒng)，IEEE802. 16協(xié)議是 一個支持高速無線接入的空中接口協(xié)議。Wimax具有較完備的QoS機(jī)制，可支持實(shí)時和非實(shí) 時業(yè)務(wù)，支持漫游和切換，最高速率可達(dá)75Mbps。Wimax的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來 通信技術(shù)發(fā)展方向的0FDM/0FDMA(正交頻分復(fù)用/正交頻分復(fù)用多址)、AAS(自適應(yīng)天線 系統(tǒng))、ΜΙΜ0(多輸入多輸出)等先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，WiMAX將逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè) 務(wù)的移動化。Wimax提供比WLAN更遠(yuǎn)的覆蓋，理論上提供高達(dá)50公里的線性服務(wù)區(qū)域范 圍，并且允許相互不可直視的用戶之間的連接。WIMAX的實(shí)際可用范圍為大約10到20公 里，每個方向5到10公里，即比WLAN范圍高5到20倍。
WLAN和Wimax各有優(yōu)點(diǎn)，如果終端用戶可以將兩者結(jié)合使用就可以同時利用 Wiamx具有的覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，以及WLAN提供的熱點(diǎn)地區(qū)高速接入和廉價的優(yōu)點(diǎn)，使運(yùn) 營商降低為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的成本，特別是在熱點(diǎn)地區(qū)，并顯著改善運(yùn)營商的實(shí)時業(yè)務(wù) 和非實(shí)時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量?，F(xiàn)在有的WLAN和Wimax融合的終端主要是將兩個接入網(wǎng)的MAC(媒體接入控制) 和PHY(物理層)做在一個終端上，在物理層分時接收和發(fā)射信號，并不涉及上層業(yè)務(wù)的處 理。如果僅是在物理層上進(jìn)行兩個網(wǎng)絡(luò)的切換，無法保證上層業(yè)務(wù)的連續(xù)性；上層只能通過 Mobile IP(移動因特網(wǎng)協(xié)議)來進(jìn)行兩個網(wǎng)絡(luò)的切換以保證上層業(yè)務(wù)的連續(xù)性。Mobile IP部署復(fù)雜，需要整個網(wǎng)絡(luò)的支持，而且分配IP地址以及移動IP注冊需要一定的時間，因 此服務(wù)會有短暫(數(shù)秒)中斷，可能會丟失一些數(shù)據(jù)。這個問題在不局限于WiMAX和WLAN 的網(wǎng)絡(luò)融合，在異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中是相當(dāng)普遍的，只要是大型城域網(wǎng)加上小型無線局域網(wǎng)作熱點(diǎn) 覆蓋都可能出現(xiàn)該問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端及方法，可 用于多種無線接入網(wǎng)協(xié)同且對網(wǎng)絡(luò)層透明，支持網(wǎng)絡(luò)間的無縫切換，可以充分利用多個網(wǎng) 絡(luò)資源而上層業(yè)務(wù)不會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)間切換而產(chǎn)生中斷。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端，所述終 端包括物理層、媒體接入控制層、媒體接入控制控制器和網(wǎng)絡(luò)層，所述媒體接入控制控制器 處于媒體接入控制層和網(wǎng)絡(luò)層之間，所述物理層包括城域無線接入網(wǎng)物理層和局域無線接 入網(wǎng)物理層，所述媒體接入控制層包括城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層和局域無線接入網(wǎng) 媒體接入控制層，其中所述媒體接入控制控制器，選擇用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)，并將所 選擇的用于接收數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)，通過所述優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入 控制層和物理層發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，所述優(yōu)選無線接入網(wǎng)為城域無線接入網(wǎng)或局域無線接入 網(wǎng)；所述城域無線接入網(wǎng)物理層，用于處理城域無線接入網(wǎng)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，用于處理城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層 消息及數(shù)據(jù)；所述局域無線接入網(wǎng)絡(luò)物理層，用于處理局域無線接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，用于處理局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層 消息及數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述終端還可具有以下特點(diǎn)所述媒體接入控制控制器，還用于將上行數(shù)據(jù)發(fā)送到優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入 控制層，由其處理后通過其對應(yīng)的物理層發(fā)送；還用于從優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制 層接收下行數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述終端還可具有以下特點(diǎn)所述媒體接入控制控制器，在所述終端僅接入一個無線接入網(wǎng)時，選擇所述終端 接入的無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在所述終端同時接入城域無線接入網(wǎng)和局域無線接入網(wǎng)時，根據(jù)各無線接入網(wǎng)的信號質(zhì)量和各無線接入網(wǎng)的使用策略選擇優(yōu)選無線接入 網(wǎng)。進(jìn)一步地，上述終端還可具有以下特點(diǎn)所述媒體接入控制控制器用于根據(jù)如下一種或多種策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)選 擇高優(yōu)先級的無線接入網(wǎng)為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的無線接入網(wǎng)擁塞時切換到另一 無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的無線接入網(wǎng)信號質(zhì)量低于預(yù)設(shè)切換門限時 切換到當(dāng)前接入的無線接入網(wǎng)中信號質(zhì)量最好的無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)。進(jìn)一步地，上述終端還可具有以下特點(diǎn)所述城域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù)是全球微波互聯(lián)接入Wimax、通用移動通信系統(tǒng) UMTS、通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS或時分同步的碼分多址技術(shù)TD-SCDMA，所述局域無線接入網(wǎng) 采用的技術(shù)是無線保真WiFi或無線局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAPI。本發(fā)明還提供一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的方法，應(yīng)用于包括媒體接入控制控 制器、城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層及物理層、局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層及物理 層和網(wǎng)絡(luò)層的終端，所述媒體接入控制控制器處于媒體接入控制層和網(wǎng)絡(luò)層之間，包括所述媒體接入控制控制器選擇用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)，并將所選 擇的用于接收數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)，通過所述優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入控 制層和物理層發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，所述優(yōu)選無線接入網(wǎng)為城域無線接入網(wǎng)或局域無線接入 網(wǎng)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述媒體接入控制器通過所述優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層和物理層發(fā)送 或接收數(shù)據(jù)具體包括所述媒體接入控制器將上行數(shù)據(jù)發(fā)送到優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層，由其 處理后通過其對應(yīng)的物理層發(fā)送；或者，所述媒體從優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層接 收下行數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述媒體接入控制控制器選擇用于接收 或發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)具體包括所述終端僅接入一個無線接入網(wǎng)時，所述媒體接入控制控制器選擇所述終端接入 的無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；所述終端同時接入城域無線接入網(wǎng)和局域無線接入網(wǎng)時，所述媒體接入控制控制 器根據(jù)各無線接入網(wǎng)的信號質(zhì)量和各無線接入網(wǎng)的使用策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述媒體接入控制控制器用于根據(jù)如下 一種或多種策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)選擇高優(yōu)先級的無線接入網(wǎng)為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在 當(dāng)前使用的無線接入網(wǎng)擁塞時切換到另一無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的 無線接入網(wǎng)信號質(zhì)量低于預(yù)設(shè)切換門限時切換到當(dāng)前接入的無線接入網(wǎng)中信號質(zhì)量最好 的無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述城域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù)是全球 微波互聯(lián)接入Wimax、通用移動通信系統(tǒng)UMTS、通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS或時分同步的碼分 多址技術(shù)TD-SCDMA，所述局域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù)是無線保真WiFi或無線局域網(wǎng)鑒別 與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAPI。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過在Wiamx的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中增加一個網(wǎng)元用于多網(wǎng)絡(luò) 控制并由終端用戶決定使用哪個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下行數(shù)據(jù)接收，可以使終端用戶在兩個網(wǎng)絡(luò)中實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫切換，而且對于IP層是透明的，可以保證上層業(yè)務(wù)的延續(xù)性。本發(fā)明提 供的終端可以使用戶同時接入多種無線接入網(wǎng)并隨時轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)，而上層應(yīng)用不受影響。


圖1是WLAN和Wimax協(xié)同的終端的架構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端示意圖；圖3是Wimax小區(qū)中有WLAN作熱點(diǎn)覆蓋的示意圖；圖4是終端通知MNC使用哪個網(wǎng)絡(luò)接收下行數(shù)據(jù)的流程圖；圖5是終端的MAC控制器對下行數(shù)據(jù)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)判決的流程圖；圖6是終端的MAC控制器對上行數(shù)據(jù)發(fā)送控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端及方法主要思想是在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，如圖1所示，在城域無線網(wǎng)和局域無線網(wǎng)協(xié)同架構(gòu)中增加一個多網(wǎng)絡(luò) 控制器(Multiple Network Controller，簡稱MNC)網(wǎng)元，MNC處于IP層(即網(wǎng)絡(luò)層)和MAC 層之間，MNC負(fù)責(zé)一個服務(wù)區(qū)內(nèi)的城域無線接入網(wǎng)及局域無線接入網(wǎng)與無線核心網(wǎng)進(jìn)行交 互，并管理終端的IP地址，保證同一終端在同一服務(wù)區(qū)內(nèi)采用同一 IP地址，從而保證對于 網(wǎng)絡(luò)層透明的網(wǎng)絡(luò)間切換，上層業(yè)務(wù)不會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)間切換而產(chǎn)生中斷，從而保證業(yè)務(wù)的連 續(xù)性。本發(fā)明所說的服務(wù)區(qū)包括一個城域網(wǎng)小區(qū)及其覆蓋下的所有局域網(wǎng)小區(qū)。終端在同 一服務(wù)區(qū)內(nèi)發(fā)生異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)切換時IP地址不會改變，即當(dāng)終端在同一服務(wù)區(qū)內(nèi)從一個網(wǎng)絡(luò) 切換到另外一個網(wǎng)絡(luò)時，終端的IP地址不會發(fā)生改變，因此上層業(yè)務(wù)不會受到影響。所述 城域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù)是全球微波互聯(lián)接入Wimax、通用移動通信系統(tǒng)UMTS、通用分 組無線業(yè)務(wù)GPRS或時分同步的碼分多址技術(shù)TD-SCDMA，所述局域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù) 是無線保真WiFi或無線局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAPI，一個服務(wù)區(qū)的局域網(wǎng)小區(qū)采用 相同或不同的無線接入技術(shù)。跨服務(wù)區(qū)的切換的業(yè)務(wù)連續(xù)性由城域無線接入網(wǎng)絡(luò)的切換機(jī) 制來保證。在終端側(cè)，通過在終端中增加各個無線接入網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制層和物理層，和 增加一媒體接入控制控制器，由媒體接入控制控制器選擇用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的無線接入 網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)可以使終端用戶在兩個網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫切換，而且對于IP層是 透明的，可以保證上層業(yè)務(wù)的延續(xù)性。本發(fā)明提出的用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端包括MAC層和PHY層，MAC Controller(媒體接入控制控制器)和網(wǎng)絡(luò)層，MAC層包括城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層 和局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，物理層包括城域無線接入網(wǎng)物理層和局域無線接入網(wǎng) 物理層，其中所述城域無線接入網(wǎng)物理層，用于處理城域無線接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)接收收和發(fā)送；所述城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，用于處理城域無線接入網(wǎng)的媒體接入控制 層消息及數(shù)據(jù)；
所述局域無線接入網(wǎng)物理層，用于處理局域無線接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，用于處理局域無線接入網(wǎng)的媒體接入控制 層消息及數(shù)據(jù)；所述MAC Controller，處于MAC層和網(wǎng)絡(luò)層(即IP層)之間，用于控制數(shù)據(jù)的收 發(fā)，即選擇用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò)，通過所述優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò)的媒體 接入控制層和物理層接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，具體包括1)接收各無線接入網(wǎng)絡(luò)的MAC層所上報的各無線接入網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量信息，根據(jù) 各無線接入網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量及各無線接入網(wǎng)絡(luò)的使用策略來判決使用哪個網(wǎng)絡(luò)來收發(fā)數(shù) 據(jù)，即確定優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò)，并發(fā)0NC(0nlineNetWOrk Choice，在線網(wǎng)絡(luò)選擇)消息通知 網(wǎng)絡(luò)側(cè)的MNC(Multiple NetworkController，多網(wǎng)絡(luò)控制器)所選擇的優(yōu)選無線接入網(wǎng)；信號質(zhì)量信息可為CINR (載波干擾噪聲比)信息或者SNR (信干比)等。 當(dāng)終端在兩個網(wǎng)絡(luò)同時接入時，終端的網(wǎng)絡(luò)使用策略可以有多種，例如，假如WLAN 網(wǎng)絡(luò)的資費(fèi)較為便宜就可以將WLAN設(shè)為高優(yōu)先級網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)先使用WLAN ；假如所使用的網(wǎng)絡(luò) 發(fā)生擁塞，可以切換到另一個網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù)。在終端僅接入一個無線接入網(wǎng)時，媒體接入控制控制器選擇終端接入的無線接入 網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在終端同時接入城域無線接入網(wǎng)和局域無線接入網(wǎng)時，媒體接入 控制控制器根據(jù)各無線接入網(wǎng)的信號質(zhì)量和各無線接入網(wǎng)的使用策略選擇優(yōu)選無線接入 網(wǎng)。MAC控制器可根據(jù)如下一種或多種策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò)選擇高優(yōu)先級的無線接入網(wǎng)為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的無線接入網(wǎng)擁塞 時，切換到另一無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的無線接入網(wǎng)信號質(zhì)量低于 預(yù)設(shè)切換門限時切換到當(dāng)前接入的無線接入網(wǎng)中信號質(zhì)量最好的無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無 線接入網(wǎng)。2)接收來自網(wǎng)絡(luò)層的上行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)送到優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò)的MAC層，由其處理后 作為上行數(shù)據(jù)從空口發(fā)出；終端可以在1個網(wǎng)絡(luò)或2個網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送上行數(shù)據(jù)如果終端僅在一個網(wǎng)絡(luò)中接入時，則在該網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送上行數(shù)據(jù)；如果終端在兩個網(wǎng)絡(luò)中都保持接入，在哪個網(wǎng)絡(luò)中傳輸上行數(shù)據(jù)由終端決定，哪 個網(wǎng)絡(luò)收到上行數(shù)據(jù)哪個網(wǎng)絡(luò)就進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。3)接收來自MAC層的下行數(shù)據(jù)，透傳給網(wǎng)絡(luò)層。終端的下行數(shù)據(jù)由網(wǎng)絡(luò)側(cè)在終端選擇的網(wǎng)絡(luò)(即優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò))發(fā)送，終端 在優(yōu)選無線接入網(wǎng)絡(luò)接收下行數(shù)據(jù)，其中當(dāng)終端僅在一個網(wǎng)絡(luò)中接入時，則在該網(wǎng)絡(luò)中接收下行數(shù)據(jù)；當(dāng)終端同時接入兩個網(wǎng)絡(luò)時，由終端根據(jù)兩個網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量和各無線接入網(wǎng)絡(luò) 的使用策略決策在哪個網(wǎng)絡(luò)中接收下行數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)終端的決策在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送下 行數(shù)據(jù)。所述網(wǎng)絡(luò)層，用于接收上層的上行數(shù)據(jù)，組成IP包后通過MAC控制器傳送給優(yōu)選 無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層，還用于接收來自MAC控制器的下行數(shù)據(jù)，傳送給上層。如果存在多個不同的局域無線接入網(wǎng)，則每個局域無線接入網(wǎng)對應(yīng)一 MAC層和 PHY層；各無線接入網(wǎng)的MAC層和PHY層是互相獨(dú)立的，用于各網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)和處理。
當(dāng)各無線接入網(wǎng)絡(luò)的頻段不會產(chǎn)生干擾時，終端在各無線接入網(wǎng)絡(luò)上的收發(fā)是可 以同時進(jìn)行的。以下以Wimax網(wǎng)絡(luò)作為城域無線接入網(wǎng)，WIFI或WAPI網(wǎng)絡(luò)作為局域無線接入網(wǎng) 為例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例一所提出的用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端，包括Wimax PHY 201 終端的Wimax物理層，用于處理Wimax網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)；Wimax MAC 202 終端的Wimax的MAC層，用于處理Wimax網(wǎng)絡(luò)的MAC層消息及數(shù) 據(jù)；WLAN PHY 203 終端的WLAN的物理層，用于處理WLAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)收發(fā)；Wimax MAC 204 終端的WLAN的MAC層，用于處理WLAN網(wǎng)絡(luò)的MAC層消息及數(shù)據(jù)；MAC Controller 205 :MAC控制器，處于網(wǎng)絡(luò)層(即IP層)和MAC層之間，用于根 據(jù)網(wǎng)絡(luò)的信號質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)的使用策略來判決使用哪個網(wǎng)絡(luò)來收發(fā)數(shù)據(jù)，處理上行數(shù)據(jù)時， 由MAC Controller將IP數(shù)據(jù)分發(fā)到所使用的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，處理下行數(shù)據(jù)時MAC Controller 需要將選擇使用的網(wǎng)絡(luò)通知Wimax網(wǎng)絡(luò)側(cè)的MNC，由MNC將下行數(shù)據(jù)分發(fā)到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 發(fā)送；網(wǎng)絡(luò)層206 接收來自上層的上行數(shù)據(jù)，組成IP包后轉(zhuǎn)送到MAC控制器205 ；還用 于從MAC控制器接收下行數(shù)據(jù)，處理后發(fā)送到上層。圖3是Wimax小區(qū)中有WLAN作熱點(diǎn)覆蓋的示意圖。CPE (CustomerPremises Equipment,終端設(shè)備)1處于WLAN和Wimax的覆蓋范圍內(nèi)，可使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，CPEl從WLANl 移動到WLAN2，中間經(jīng)歷從WLAm切換到Wimax網(wǎng)絡(luò)及Wimax網(wǎng)絡(luò)切換到WLAN2兩次網(wǎng)絡(luò)切換。如圖4所示為終端(CPE)通知MNC使用哪個網(wǎng)絡(luò)接收下行數(shù)據(jù)的流程，包括步驟401 =MAC控制器設(shè)狀態(tài)為雙模狀態(tài)；步驟402 :MAC控制器檢查終端接入的兩個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級及信號質(zhì)量，選定優(yōu)選無 線接入網(wǎng)絡(luò)；步驟403 =MAC控制器向MNC發(fā)送ONC消息，通知MNC終端使用的優(yōu)選無線接入網(wǎng) 絡(luò)，即終端使用哪個網(wǎng)絡(luò)接收下行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟402。如圖5示，終端的MAC控制器對下行數(shù)據(jù)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)判決的流程如下步驟501 終端只接入一個網(wǎng)絡(luò)；步驟502 使用所接入的網(wǎng)絡(luò)來收發(fā)數(shù)據(jù)；步驟403 判斷終端是否同時接入WLAN和Wimax網(wǎng)絡(luò)，如果是則轉(zhuǎn)至步驟504，否 則轉(zhuǎn)至步驟502 ；步驟504 終端的MAC控制器檢測優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)的MAC層送上來的CINR是否大于預(yù)設(shè) 的網(wǎng)絡(luò)切換門限，是則轉(zhuǎn)至步驟505，否則轉(zhuǎn)至步驟506 ；此處優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)指終端當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)；初始接入時可選擇優(yōu)先級最高的網(wǎng)絡(luò)作為 優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)。步驟505 =MAC控制器選擇優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)來接收下行數(shù)據(jù)并通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)的MNC，轉(zhuǎn)到步 驟 507 ；步驟506 :MAC控制器選擇終端接入的兩個網(wǎng)絡(luò)中信號較佳的網(wǎng)絡(luò)來接收下行數(shù)
9據(jù)并通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)的MNC ；步驟507 =MAC控制器根據(jù)MAC上報的數(shù)據(jù)檢測所使用的網(wǎng)絡(luò)下行是否發(fā)生擁塞， 是則轉(zhuǎn)至步驟510，否則轉(zhuǎn)至步驟508 ；步驟508 =MAC控制器根據(jù)MAC上報的數(shù)據(jù)檢測所使用的網(wǎng)絡(luò)的CINR是否小于預(yù) 設(shè)的網(wǎng)絡(luò)切換門限，是則轉(zhuǎn)至步驟510，否則轉(zhuǎn)至步驟509 ；步驟509 繼續(xù)使用原網(wǎng)絡(luò)接收下行數(shù)據(jù)；步驟510 切換到另一個網(wǎng)絡(luò)來接收下行數(shù)據(jù)，并通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)的MNC。如圖6所示，終端的MAC控制器對上行數(shù)據(jù)發(fā)送控制的流程如下步驟601 終端只接入一個網(wǎng)絡(luò)；步驟602 使用所接入的網(wǎng)絡(luò)來收發(fā)數(shù)據(jù)；步驟603 判斷終端是否同時接入WLAN和Wimax網(wǎng)絡(luò)，是則轉(zhuǎn)至步驟604，否則轉(zhuǎn) 至步驟602 ；步驟604 終端的MAC控制器檢測優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)的MAC送上來的CINR是否大于預(yù)設(shè)的 網(wǎng)絡(luò)切換門限，是則轉(zhuǎn)至步驟605，否則轉(zhuǎn)至步驟606 ；此處優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)指終端當(dāng)前使用的網(wǎng)絡(luò)，初始接入時可選擇優(yōu)先級最高的網(wǎng)絡(luò)作為 優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)。步驟605 :MAC控制器通過優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送上行數(shù)據(jù)，MAC控制器收到來自上層的 IP包時，將其轉(zhuǎn)送到優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)的MAC層；轉(zhuǎn)到步驟607 ；步驟606 :MAC控制器使用終端接入的網(wǎng)絡(luò)中信道質(zhì)量較佳的網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送上行數(shù) 據(jù)，MAC控制器收到來自上層的IP包時，將其轉(zhuǎn)送到信號較佳的網(wǎng)絡(luò)MAC層；步驟607 =MAC控制器根據(jù)MAC上報的數(shù)據(jù)檢測當(dāng)前所使用的網(wǎng)絡(luò)上行是否發(fā)生擁 塞，是則轉(zhuǎn)至步驟610，否則轉(zhuǎn)至步驟608 ；步驟608 =MAC控制器根據(jù)MAC上報的數(shù)據(jù)檢測所使用的網(wǎng)絡(luò)的CINR是否小于預(yù) 設(shè)的網(wǎng)絡(luò)切換門限，是則轉(zhuǎn)至步驟610，否則轉(zhuǎn)至步驟609 ；步驟609 =MAC控制器繼續(xù)使用原網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送上行數(shù)據(jù)；步驟610 =MAC控制器收到來自上層的IP包時，將其轉(zhuǎn)送到另外網(wǎng)絡(luò)的MAC層，使 用另一網(wǎng)絡(luò)來發(fā)送上行數(shù)據(jù)。由以上說明可知，一個較大的Wimax小區(qū)中有多個WLAN熱點(diǎn)覆蓋的情況下，本發(fā) 明通過在Wiamx的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中增加一個網(wǎng)元用于多網(wǎng)絡(luò)控制并由終端用戶決定使用哪個 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下行數(shù)據(jù)接收，可以使終端用戶在兩個網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫切換，而且對 于IP層是透明的，可以保證上層業(yè)務(wù)的延續(xù)性。本發(fā)明不局限于WiMAX和WLAN的網(wǎng)絡(luò)融 合，只要是大型城域網(wǎng)加上小型無線局域網(wǎng)作熱點(diǎn)覆蓋都可以使用本發(fā)明提出的技術(shù)方案 來實(shí)現(xiàn)。在城域無線網(wǎng)和局域無線網(wǎng)融合的情況下，本發(fā)明通過在城域無線網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 中增加一個多網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)元，用于控制終端在多網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)內(nèi)使用同一 IP地址并由終端 用戶決定使用哪個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下行數(shù)據(jù)接收，可以使終端用戶在兩個網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?無縫切換，而且對于IP層是透明的，可以保證上層業(yè)務(wù)的延續(xù)性。
權(quán)利要求
一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端，其特征在于，所述終端包括物理層、媒體接入控制層、媒體接入控制控制器和網(wǎng)絡(luò)層，所述媒體接入控制控制器處于媒體接入控制層和網(wǎng)絡(luò)層之間，所述物理層包括城域無線接入網(wǎng)物理層和局域無線接入網(wǎng)物理層，所述媒體接入控制層包括城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層和局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，其中所述媒體接入控制控制器，選擇用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)，并將所選擇的用于接收數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)，通過所述優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層和物理層發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，所述優(yōu)選無線接入網(wǎng)為城域無線接入網(wǎng)或局域無線接入網(wǎng)；所述城域無線接入網(wǎng)物理層，用于處理城域無線接入網(wǎng)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，用于處理城域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層消息及數(shù)據(jù)；所述局域無線接入網(wǎng)絡(luò)物理層，用于處理局域無線接入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；所述局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層，用于處理局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層消息及數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于，所述媒體接入控制控制器，還用于將上行數(shù)據(jù)發(fā)送到優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制 層，由其處理后通過其對應(yīng)的物理層發(fā)送；還用于從優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層接 收下行數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于，所述媒體接入控制控制器，在所述終端僅接 入一個無線接入網(wǎng)時，選擇所述終端接入的無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在所述終端 同時接入城域無線接入網(wǎng)和局域無線接入網(wǎng)時，根據(jù)各無線接入網(wǎng)的信號質(zhì)量和各無線接 入網(wǎng)的使用策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的終端，其特征在于，所述媒體接入控制控制器用于根據(jù)如下一 種或多種策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)選擇高優(yōu)先級的無線接入網(wǎng)為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng) 前使用的無線接入網(wǎng)擁塞時切換到另一無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的無 線接入網(wǎng)信號質(zhì)量低于預(yù)設(shè)切換門限時切換到當(dāng)前接入的無線接入網(wǎng)中信號質(zhì)量最好的 無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的終端，其特征在于，所述城域無線接入網(wǎng)采用的技 術(shù)是全球微波互聯(lián)接入Wimax、通用移動通信系統(tǒng)UMTS、通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS或時分同 步的碼分多址技術(shù)TD-SCDMA，所述局域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù)是無線保真WiFi或無線局 域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAPI。
6.一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的方法，應(yīng)用于包括媒體接入控制控制器、城域無線 接入網(wǎng)媒體接入控制層及物理層、局域無線接入網(wǎng)媒體接入控制層及物理層和網(wǎng)絡(luò)層的終 端，所述媒體接入控制控制器處于媒體接入控制層和網(wǎng)絡(luò)層之間，其特征在于，包括所述媒體接入控制控制器選擇用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)，并將所選擇的 用于接收數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)，通過所述優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層 和物理層發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，所述優(yōu)選無線接入網(wǎng)為城域無線接入網(wǎng)或局域無線接入網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述媒體接入控制器通過所述優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層和物理層發(fā)送或接收數(shù)據(jù)具體包括所述媒體接入控制器將上行數(shù)據(jù)發(fā)送到優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層，由其處理 后通過其對應(yīng)的物理層發(fā)送；或者，所述媒體從優(yōu)選無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層接收下 行數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述媒體接入控制控制器選擇用于接收或 發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)具體包括所述終端僅接入一個無線接入網(wǎng)時，所述媒體接入控制控制器選擇所述終端接入的無 線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；所述終端同時接入城域無線接入網(wǎng)和局域無線接入網(wǎng)時，所述媒體接入控制控制器根 據(jù)各無線接入網(wǎng)的信號質(zhì)量和各無線接入網(wǎng)的使用策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述媒體接入控制控制器用于根據(jù)如下一 種或多種策略選擇優(yōu)選無線接入網(wǎng)選擇高優(yōu)先級的無線接入網(wǎng)為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng) 前使用的無線接入網(wǎng)擁塞時切換到另一無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)；在當(dāng)前使用的無 線接入網(wǎng)信號質(zhì)量低于預(yù)設(shè)切換門限時切換到當(dāng)前接入的無線接入網(wǎng)中信號質(zhì)量最好的 無線接入網(wǎng)作為優(yōu)選無線接入網(wǎng)。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述城域無線接入網(wǎng)采用的 技術(shù)是全球微波互聯(lián)接入Wimax、通用移動通信系統(tǒng)UMTS、通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS或時分 同步的碼分多址技術(shù)TD-SCDMA，所述局域無線接入網(wǎng)采用的技術(shù)是無線保真WiFi或無線 局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAPI。
全文摘要
一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的終端，包括媒體接入控制控制器，選擇用于接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)，并將所選擇的用于接收數(shù)據(jù)的優(yōu)選無線接入網(wǎng)通知網(wǎng)絡(luò)側(cè)，通過優(yōu)先無線接入網(wǎng)的媒體接入控制層和物理層發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，優(yōu)選無線接入網(wǎng)為城域無線接入網(wǎng)或局域無線接入網(wǎng)；城域無線接入網(wǎng)物理層和媒體接入控制層，用于處理城域無線接入網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)，及處理媒體接入控制層消息及數(shù)據(jù)；局域無線接入網(wǎng)絡(luò)物理層和媒體接入控制層，用于處理局域無線接入網(wǎng)絡(luò)收發(fā)，及處理媒體接入控制層消息及數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了一種用于多無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同接入的方法。本發(fā)明可以使終端用戶在兩個網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o縫切換，而且對于IP層是透明的。
文檔編號H04W36/18GK101959272SQ200910158578
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者陳嘉明 申請人:中興通訊股份有限公司