專利名稱：一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)及接入方法
一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)及接入方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng)及接入方法。
技術(shù)背景
異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)融合多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以為用戶提供更多更新型的業(yè)務(wù)。目前，異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)主要有3G網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)絡(luò)互連的異構(gòu)融合、UMTS網(wǎng)絡(luò)與WiMAX網(wǎng)絡(luò)互連的異構(gòu)融合、WLAN與WiMAX互連的異構(gòu)融合等。在異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，移動(dòng)終端具有多個(gè)無線天線，當(dāng)移動(dòng)終端所處位置同時(shí)被多個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)，該移動(dòng)終端上運(yùn)行的業(yè)務(wù)流可以根據(jù)需求選擇承載該業(yè)務(wù)流的接入網(wǎng)絡(luò)，即執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)選擇。
在融合網(wǎng)絡(luò)中，對具有不同資源、提供多種不同服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵是如何根據(jù)每個(gè)業(yè)務(wù)的QoS請求，為其提供最優(yōu)的無線承載。在文獻(xiàn)ADual-mode Mobile Station Module for WLAN/UMTS Interworking Systems中，設(shè)計(jì)了一種雙模用戶，能夠根據(jù)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù)來選擇接入WLAN或者UMTS網(wǎng)絡(luò)，但雙模用戶所有業(yè)務(wù)不能并發(fā)的選擇不同的網(wǎng)絡(luò)，而且業(yè)務(wù)友好度，用戶偏好等沒有進(jìn)行考慮。在文獻(xiàn)A novel network selection mechanism in an integrated wlan and umts environment using AHP and modified GRA 中提出用層次分析法和灰度關(guān)聯(lián)法來計(jì)算一個(gè)效用值較大的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，并沒有對業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分，所有并發(fā)業(yè)務(wù)只能根據(jù)效用值選擇同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)存在的上述問題，提出了一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)，包括多模用戶端、異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)和無線資源管理節(jié)點(diǎn)，其中，
多模用戶端包括并發(fā)接入控制模塊，用于業(yè)務(wù)接入申請和業(yè)務(wù)接入控制；
異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)包括SCA_A模塊，用于完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，同時(shí)與所述的無線資源管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互；
無線資源管理節(jié)點(diǎn)用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的資源監(jiān)控和執(zhí)行并行網(wǎng)絡(luò)接入決策。
上述并發(fā)接入控制模塊包括在IP層和數(shù)據(jù)鏈路層間添加的匯聚子層模塊，以及在IP層上添加的SCA_C模塊，
所述的匯聚子層模塊用于檢測新業(yè)務(wù)，如果檢測到的是新業(yè)務(wù)則觸發(fā)所述的SCA_ C模塊發(fā)送查詢報(bào)文，匯聚子層模塊根據(jù)SCA_C模塊接收到的查詢結(jié)果進(jìn)行業(yè)務(wù)分流。
所述的SCA_C模塊用于協(xié)同匯聚子層模塊的工作，當(dāng)匯聚子層模塊檢測到新業(yè)務(wù)時(shí)，觸發(fā)SCA_C模塊發(fā)送業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，以供無線資源管理節(jié)點(diǎn)計(jì)算使用；同時(shí)收到無線資源管理節(jié)點(diǎn)回送的查詢結(jié)果，遞交給匯聚子層模塊。
上述無線資源管理節(jié)點(diǎn)包括添加在IP層上添加的SCA_S模塊，
所述的SCA_S模塊用于與所述的SCA_C模塊形成對等實(shí)體，與多模用戶端進(jìn)行業(yè)務(wù)查詢報(bào)文以及業(yè)務(wù)決策報(bào)文的交互，與異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文的交互。
為了解決上述問題，本發(fā)明還提出了一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入方法，具體包括如下步驟
Si.當(dāng)多模用戶產(chǎn)生新業(yè)務(wù)時(shí)，多模用戶端的匯聚子層模塊檢測新業(yè)務(wù)，觸發(fā) SCA_C模塊封裝業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，選擇異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先指定的網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送至無線資源管理節(jié)點(diǎn)；
S2.無線資源管理節(jié)點(diǎn)接收到業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，獲取用戶IP地址，提取業(yè)務(wù)信息，無線資源管理節(jié)點(diǎn)的SCA_S模塊發(fā)送網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文給異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊；
S3.無線資源管理節(jié)點(diǎn)的SCA_S模塊收到異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊回送的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文，提取異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源信息，結(jié)合業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息，進(jìn)行決策，封裝業(yè)務(wù)決策報(bào)文回送至多模用戶；
S4.多模用戶收到無線資源管理節(jié)點(diǎn)回送的業(yè)務(wù)決策報(bào)文后，解析出報(bào)文中的決策結(jié)果并根據(jù)決策結(jié)果選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接入。
上述業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息包括業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)QoS、用戶偏好。
步驟S3所述的進(jìn)行決策具體使用層次分析法。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的系統(tǒng)和方法通過SCA_C模塊、SCA_A模塊以及SCA_S 模塊進(jìn)行交互，在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋的范圍內(nèi)，在進(jìn)行用戶多業(yè)務(wù)并發(fā)接入時(shí)，綜合網(wǎng)絡(luò)資源狀況、業(yè)務(wù)友好度、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用、業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息，選擇最佳網(wǎng)絡(luò)，保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，達(dá)到資源的最大利用；并且可以保證快速部署，極大減小費(fèi)用開銷。


圖1為本發(fā)明的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)示意圖。
圖2為本發(fā)明的雙模用戶協(xié)議棧示意圖。
圖3為本發(fā)明的CRM協(xié)議棧示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入場景示意圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的CONVERGE模塊和SCA_C模塊的交互流程圖。
圖6本發(fā)明實(shí)施例的CRM與AP、N0DE_B的報(bào)文交互流程圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例的層次分析法示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明
為了便于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解本發(fā)明的原理、工作過程，首先對本發(fā)明的中用到的重要詞匯作如下定義
(1)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)多種通信類型的網(wǎng)絡(luò)共存的網(wǎng)絡(luò)。
(2)多模用戶(UE)異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的用戶終端，能夠同時(shí)與多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
(3)無線資源管理節(jié)點(diǎn)(CRM)用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)資源監(jiān)控和執(zhí)行并行網(wǎng)絡(luò)接入決策。
(4)多業(yè)務(wù)并發(fā)接入指多模用戶能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)業(yè)務(wù)，每個(gè)業(yè)務(wù)接入可以選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入。(5)用戶偏好用戶對接入網(wǎng)絡(luò)的偏愛程度。(6)業(yè)務(wù)友好度指網(wǎng)絡(luò)對于不同業(yè)務(wù)類型的支持能力，比如蜂窩網(wǎng)對于話音的支持能力強(qiáng)于WLAN，則蜂窩網(wǎng)對于話音業(yè)務(wù)的友好度就高于WLAN對于話音業(yè)務(wù)的友好度。(7)層次分析法指將一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題作為一個(gè)系統(tǒng)，將目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)或準(zhǔn)則，進(jìn)而分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則、約束)的若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序，以作為目標(biāo)(多指標(biāo))、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法。(8)業(yè)務(wù)查詢報(bào)文由多模用戶發(fā)送至CRM的報(bào)文，用以查詢當(dāng)前產(chǎn)生的業(yè)務(wù)應(yīng)該選擇哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以包括但不限于報(bào)文內(nèi)容源IP、目的IP、源端口、目的端口、業(yè)務(wù)類型、 業(yè)務(wù)QoS、以及用戶偏好。(9)業(yè)務(wù)決策報(bào)文由CRM發(fā)回至多模用戶的報(bào)文，可以包括但不限于源IP、目的IP、源端口、目的端口、業(yè)務(wù)決策信息(即業(yè)務(wù)應(yīng)選擇哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入)。(10)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文由CRM發(fā)送至SCA_A模塊的報(bào)文，用以查詢需要的參數(shù)統(tǒng)計(jì)量。(11)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文由SCA_A模塊回送至CRM的報(bào)文，向CRM報(bào)告相應(yīng)的參數(shù)統(tǒng)計(jì)量。(12)TOS 服務(wù)類型，指出了時(shí)延、吞吐量和可靠性方面的要求。在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中選擇哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，對于用戶體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)效率都有著重要的意義。 站在用戶的角度，希望能夠?qū)ψ约毫私獾臉I(yè)務(wù)擁有更多的自主權(quán)，對于另外一些業(yè)務(wù)由網(wǎng)絡(luò)輔助選擇或者完全交給網(wǎng)絡(luò)選擇；站在網(wǎng)絡(luò)角度，更希望在滿足用戶體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，更有效、均衡地利用網(wǎng)絡(luò)資源。本發(fā)明正是基于上述考慮而設(shè)計(jì)的。WLAN與3G/LTE融合網(wǎng)絡(luò)中，WLAN與3G/LTE網(wǎng)絡(luò)有各自不同的特點(diǎn)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)流量有限，但傳輸時(shí)延小，覆蓋范圍大；而WLAN能提供較高的業(yè)務(wù)流量，但傳輸?shù)臅r(shí)延大，覆蓋范圍小。兩者的融合是發(fā)展的必然趨勢。下面以WLAN與3G/LTE網(wǎng)絡(luò)融合接入為例進(jìn)行具體說明。如圖1所示，本發(fā)明的用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)，包括多模用戶端、異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)和無線資源管理節(jié)點(diǎn)，其中，多模用戶端包括并發(fā)接入控制模塊，用于業(yè)務(wù)接入申請和業(yè)務(wù)接入控制。在本實(shí)施例中，多模用戶端即為雙模用戶端。異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)包括SCA_A模塊，用于完成網(wǎng)絡(luò)參數(shù)監(jiān)測，同時(shí)與所述的無線資源管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。無線資源管理節(jié)點(diǎn)CRM用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的資源監(jiān)控和執(zhí)行并行網(wǎng)絡(luò)接入決策。如圖2所示，這里，并發(fā)接入控制模塊包括在IP層和數(shù)據(jù)鏈路層間添加的匯聚子層模塊，以及在IP層上添加的SCA_C模塊，所述的匯聚子層模塊用于檢測新業(yè)務(wù)，如果檢測到的是新業(yè)務(wù)則觸發(fā)所述的SCA_ C模塊發(fā)送查詢報(bào)文，匯聚子層模塊根據(jù)SCAJ^l塊接收到的查詢結(jié)果進(jìn)行業(yè)務(wù)分流；所述的SCA_C模塊用于協(xié)同匯聚子層模塊的工作，當(dāng)匯聚子層模塊檢測到新業(yè)務(wù)時(shí)，觸發(fā)SCA_C模塊發(fā)送業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，以供無線資源管理節(jié)點(diǎn)計(jì)算使用；同時(shí)收到無線資源管理節(jié)點(diǎn)回送的查詢結(jié)果，遞交給匯聚子層模塊。為了能同時(shí)接入到WLAN和3G網(wǎng)絡(luò)之中，需要兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層模塊，即WLAN數(shù)據(jù)鏈路層模塊和3G數(shù)據(jù)鏈路層模塊。兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層共用統(tǒng)一的IP模塊。在IP和數(shù)據(jù)鏈路層之間添加匯聚子層模塊，用作監(jiān)測新業(yè)務(wù)、建立并維護(hù)連接請求表、觸發(fā)SCA_C模塊發(fā)送業(yè)務(wù)查詢報(bào)文、根據(jù)決策結(jié)果分流等功能；在IP層上添加SCA_C模塊，用于與CRM對應(yīng)實(shí)體模塊交互業(yè)務(wù)查詢報(bào)文和業(yè)務(wù)決策報(bào)文信息。其余各層分別完成標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議中相應(yīng)各層的功能。當(dāng)多模用戶端產(chǎn)生新的用戶業(yè)務(wù)時(shí)，匯聚子層模塊收到上層的業(yè)務(wù)請求，查詢業(yè)務(wù)查詢列表，如果存在結(jié)果，則根據(jù)結(jié)果進(jìn)行分流，如果不存在，將請求報(bào)文緩存，同時(shí)觸發(fā) 5〇八_(模塊發(fā)送業(yè)務(wù)查詢報(bào)文；匯聚子層模塊收到SCA_C模塊遞交的由CRM傳回的決策結(jié)果，創(chuàng)建查詢列表，以供后來的報(bào)文查詢使用；初始化時(shí)設(shè)置主IP為某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如果決策結(jié)果為另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，則做相應(yīng)的NAT (Network Address Translation)轉(zhuǎn)換。SCA C模塊協(xié)同匯聚子層模塊工作，當(dāng)匯聚子層模塊檢測到新業(yè)務(wù)時(shí)，觸發(fā)SCA_C模塊發(fā)送業(yè)務(wù)查詢報(bào)文；業(yè)務(wù)查詢報(bào)文可以包括但不限于目的端口、源端口、目的IP、源IP、業(yè)務(wù)QoS、業(yè)務(wù)類型以及用戶偏好，以供CRM計(jì)算使用；同時(shí)收到CRM的回送結(jié)果，遞交給匯聚子層模塊，以做分流處理。本實(shí)施例中的雙模用戶端同時(shí)具有3G和WLAN通信模塊，同時(shí)再增加并發(fā)接入控制模塊，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)接入申請和業(yè)務(wù)接入控制，實(shí)現(xiàn)3G和WLAN接口間的自適應(yīng)分流。由于 TCP/IP協(xié)議棧本身缺乏業(yè)務(wù)接入控制的機(jī)制，所以并發(fā)接入控制模塊需要具有新業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)功能，從高層數(shù)據(jù)報(bào)文中獲取目的端口，源端口，目的IP，源IP，判斷業(yè)務(wù)是否為新業(yè)務(wù)，同時(shí)從雙模用戶屬性中獲取用戶偏好，進(jìn)一步形成接入決策所需的相關(guān)參數(shù)(包括業(yè)務(wù)是否需指定接入網(wǎng)絡(luò)和用戶偏好等)，向CRM發(fā)起業(yè)務(wù)接入申請。按照CRM決策結(jié)果，UE并發(fā)接入控制模塊需要控制投遞業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)接口。由于不同的網(wǎng)絡(luò)接口具有不同的IP地址，所以為了實(shí)現(xiàn)下行傳輸也能按照接入決策執(zhí)行，該模塊需要啟動(dòng)NAT的功能，修改源IP地址為接入網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址，對IP頭部進(jìn)行必要的修改，并且修改IP至下層的ICI信息。如圖3所示，這里，無線資源管理節(jié)點(diǎn)CRM包括在IP層上添加的SCA_S模塊。所述的SCA_S模塊用于與所述的SCA_C模塊形成對等實(shí)體，與多模用戶端進(jìn)行業(yè)務(wù)查詢報(bào)文以及決策回送報(bào)文的交互，與異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文的交互。SCA_S模塊與UE、AP、N0DE_B的對等協(xié)議實(shí)體模塊交互信息，其中，與UE的SCA_C 模塊交互業(yè)務(wù)查詢報(bào)文和業(yè)務(wù)應(yīng)答報(bào)文，與AP、N0DE_B的SCA_A模塊交互網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文。整體功能是CRM收到UE發(fā)來的業(yè)務(wù)查詢報(bào)文時(shí)，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文給AP和NodeB ；收到兩側(cè)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文后，提取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息，結(jié)合查詢查詢報(bào)文中業(yè)務(wù)類型以及用戶偏好，做出接入決策；決策結(jié)束后，將決策結(jié)果封裝在業(yè)務(wù)決策報(bào)文中，并通過WLAN回送給發(fā)起請求的UE。CRM收到雙模用戶端發(fā)送的業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，提取查詢信息，可以包括但不限于目的端口、源端口、目的IP、源IP、T0S、業(yè)務(wù)類型、用戶偏好；同時(shí)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文，分別發(fā)送至重疊網(wǎng)絡(luò)的AP和N0DE_B，獲取兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)統(tǒng)計(jì)量，參數(shù)統(tǒng)計(jì)量可以包括但不限于各自網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載、時(shí)延、可靠性、丟包率；當(dāng)收到AP和N0DE_B回送的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文后，調(diào)用層次分析法計(jì)算各個(gè)因素的權(quán)值，然后計(jì)算出兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效用值，較大值作為決策結(jié)果，根據(jù)決策結(jié)果，創(chuàng)建決策報(bào)文發(fā)回至雙模用戶端，以供雙模用戶端分流決策使用。這里，AP和N0DE_B分別指代WLAN和3G網(wǎng)絡(luò)的用戶接入點(diǎn)。AP和N0DE_B完成各自網(wǎng)絡(luò)接入的基本功能外，需要增加與CRM對應(yīng)的SCA_A模塊，完成網(wǎng)絡(luò)資源監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)功能，同時(shí)與CRM進(jìn)行交互，可以周期性的向CRM報(bào)告當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)情況，或者收到CRM的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文后，在SCA_A模塊中，將需要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息封裝到網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文中， 回送給CRM，以供CRM計(jì)算使用?？梢钥闯?，這里SCA_C、SCA_A以及SCA_S三個(gè)模塊組成了業(yè)務(wù)并發(fā)接入(SCA)協(xié)議，分別位于UE、AP/N0DE_B、CRM通信協(xié)議棧之中，其中，SCA_C用于業(yè)務(wù)接入請求以及控制本地業(yè)務(wù)控制；SCA_A用于本地資源監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)，SCA_S用于多業(yè)務(wù)接入決策。本發(fā)明的一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入方法，具體包括如下步驟Si.當(dāng)多模用戶產(chǎn)生新業(yè)務(wù)時(shí)，多模用戶端的匯聚子層模塊檢測新業(yè)務(wù)，觸發(fā) SCA_C模塊封裝業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，選擇異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先指定的網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送至無線資源管理節(jié)點(diǎn)；S2.無線資源管理節(jié)點(diǎn)接收到業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，獲取用戶IP地址，提取業(yè)務(wù)信息，無線資源管理節(jié)點(diǎn)的SCA_S模塊發(fā)送網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文給異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊；S3.無線資源管理節(jié)點(diǎn)的SCA_S模塊收到異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊回送的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文，提取異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)信息，結(jié)合業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息，進(jìn)行決策，封裝業(yè)務(wù)決策報(bào)文回送至多模用戶；S4.多模用戶收到無線資源管理節(jié)點(diǎn)回送的業(yè)務(wù)決策報(bào)文后，解析出報(bào)文中決策結(jié)果并根據(jù)決策結(jié)果選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接入。上述業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息包括業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)OoS、用戶偏好。步驟S3所述的進(jìn)行決策具體可以使用層次分析法。層次分析法為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，不再進(jìn)行詳細(xì)說明。這里的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入方法綜合考慮網(wǎng)絡(luò)資源、用戶偏好、網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)友好度、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用，利用層次分析法，得出各個(gè)因素對網(wǎng)絡(luò)決策的影響的權(quán)值，最后計(jì)算出各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效用值，選擇效用值較大的網(wǎng)絡(luò)作為接入網(wǎng)絡(luò)。為了更好的體現(xiàn)用戶特點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，可以將用戶業(yè)務(wù)分為指定網(wǎng)絡(luò)類和CRM決策類，其中，CRM決策類中包含有用戶對于網(wǎng)絡(luò)的偏好信息。對于指定網(wǎng)絡(luò)類的用戶業(yè)務(wù)， 直接在用戶指定的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行接入控制和處理，使用指定網(wǎng)絡(luò)自身的接入策略進(jìn)行接入控制。如果該指定網(wǎng)絡(luò)無法提供所需業(yè)務(wù)，則直接拒絕該業(yè)務(wù)。對于CRM決策類的用戶業(yè)務(wù)，由CRM根據(jù)業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)QoS、WLAN和3G的網(wǎng)絡(luò)資源情況，以及業(yè)務(wù)友好度、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用因素等，依據(jù)層次分析法進(jìn)行決策。對于CRM決策類業(yè)務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)的不同，利用層次分析法計(jì)算效用值時(shí)判決參數(shù)的重要性也會(huì)有所不同。例如對于會(huì)話類業(yè)務(wù)，設(shè)定重要程度為時(shí)延最重要，其次是業(yè)務(wù)友好度、負(fù)載，用戶偏好和網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用最低；對于背景類、交互類、流類業(yè)務(wù)，設(shè)定重要程度為負(fù)載最重要，其次是業(yè)務(wù)友好度，用戶偏好和網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用最低。本實(shí)例實(shí)施采用的仿真軟件為OPNET Modeler 14.5。
下面以一個(gè)FTP業(yè)務(wù)來詳細(xì)說明整個(gè)接入控制方法的實(shí)施過程。多業(yè)務(wù)并發(fā)接入場景如圖4所示，雙模用戶分布于位于WLAN和3G網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)，CRM位于后臺(tái)。配置雙模用戶IP層兩個(gè)接口的IP地址，其中WLAN接口 IP地址為主IP地址，兩個(gè)IP地址分屬不同的子網(wǎng)。雙模用戶在IOOs時(shí)產(chǎn)生FTP業(yè)務(wù)和遠(yuǎn)端服務(wù)器請進(jìn)行通信。 IOOs時(shí)，F(xiàn)TP業(yè)務(wù)由應(yīng)用層產(chǎn)生，通過TCP層建立TCP連接，TCP封裝成TCP連接請求報(bào)文， 通過IP層，封裝成IP報(bào)文，會(huì)通過主IP接口向下傳遞給匯聚子層模塊。如圖5所示為匯聚子層(CONVERGE)模塊和SCA_C模塊的交互流程示意圖。(1)初始化時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建報(bào)文緩存列表和決策結(jié)果列表。O)C0NVERGE產(chǎn)生中斷，并判定為上層報(bào)文到來，解析報(bào)文，獲得報(bào)文的源IP、目的IP、源端口號(hào)、目的端口號(hào)、協(xié)議號(hào)、TOS值。CONVERGE獲取協(xié)議號(hào)為6，表示使用的TCP協(xié)議，并非自定義協(xié)議。查詢決策結(jié)果列表，是否存在對應(yīng)源IP、目的IP、源端口號(hào)、目的端口號(hào)的決策結(jié)果，如果不存在，將報(bào)文存在報(bào)文緩存列表中，如果存在，則根據(jù)結(jié)果進(jìn)行發(fā)送。 此時(shí)，不存在結(jié)果，則緩存報(bào)文，同時(shí)將信息傳遞給SCA_C模塊。(3) SCA_C模塊獲得CONVERGE傳遞信息，產(chǎn)生中斷，提取業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息；同時(shí)獲取用戶偏好，用戶偏好在用戶屬性中進(jìn)行設(shè)置。SCA_C創(chuàng)建業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，綁定ICI信息， 發(fā)送至IP模塊。(4) SCA_C的業(yè)務(wù)查詢報(bào)文通過IP模塊封裝成IP報(bào)文到達(dá)CONVERGE，解析報(bào)文通過協(xié)議號(hào)判定為業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，直接通過WLAN端口發(fā)送至CRM。 (5) CRM回送的業(yè)務(wù)決策報(bào)文會(huì)到達(dá)SCA_C模塊，SCA_C模塊中斷，將決策結(jié)果傳遞給 CONVERGE。(6)C0NVERGE將決策信息插入決策結(jié)果列表，緩存報(bào)文以及隨后的數(shù)據(jù)報(bào)文根據(jù)結(jié)果進(jìn)行分流，如果結(jié)果為WLAN接口，不做處理，如果結(jié)果為3G接口，做相應(yīng)的NAT轉(zhuǎn)換， 更改源IP為3G接口地址以及下一跳IP地址為3G接入點(diǎn)地址。如圖6所示為CRM與AP、N0DE_B的報(bào)文交換流程圖。(1) CRM的SCA_S模塊收到UE的業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，提取業(yè)務(wù)查詢信息，同時(shí)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文，對于FTP業(yè)務(wù)，對時(shí)延要求小，對帶寬要求高，因此主要查詢參數(shù)為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，分別發(fā)送至覆蓋網(wǎng)絡(luò)的AP和N0DE_B。(2) AP的SCA_A模塊收到網(wǎng)絡(luò)查詢報(bào)文，獲得當(dāng)前WLAN網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載統(tǒng)計(jì)量，封裝網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文會(huì)送至CRM。(3) N0DE_B的SCA_A模塊收到網(wǎng)絡(luò)查詢報(bào)文，獲得當(dāng)前3G網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載統(tǒng)計(jì)量，封裝網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文會(huì)送至CRM。G)CRM收到AP和N0DE_B回送的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文后，利用層次分析法，計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)決策結(jié)果，封裝業(yè)務(wù)決策報(bào)文，回送至UE，供UE分流使用。CRM的50々_5模塊使用層次分析法具體如圖7所示。綜合考慮網(wǎng)絡(luò)資源、用戶偏好、 業(yè)務(wù)友好度、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用因素，利用層次分析法計(jì)算各個(gè)參數(shù)權(quán)值，然后計(jì)算各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效用值。本示例中，對于FTP業(yè)務(wù)，CRM在進(jìn)行并行接入決策時(shí)，參數(shù)的獲取及計(jì)算具體過程如下
(1) CRM通過NODE B和AP回復(fù)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文獲取負(fù)載統(tǒng)計(jì)量。3G和WLAN 負(fù)載分別從N0DE_B和AP處獲取，可以分別用N0DE_B和AP的吞吐率進(jìn)行評估。n_load = rcvd_data+send_data/ Δ，胃巾，rcvd_data> send_data ^ !]^ Δ 時(shí)間內(nèi)發(fā)送和接收到的數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)，Δ為統(tǒng)計(jì)的時(shí)間窗口。(2)對用戶偏好，可劃分無偏好、較偏愛WLAN、非常偏好WLAN、指定選擇WLAN、較偏愛3G、非常偏愛3G、指定選擇3G。指定選擇WLAN和指定選擇3G即表示用戶決策類業(yè)務(wù)。 本實(shí)施例設(shè)置為無偏好，即用戶對于選擇哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)沒有要求，則網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和業(yè)務(wù)友好度占據(jù)重要作用。(3)對于網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用，實(shí)際應(yīng)用中可以考慮WLAN價(jià)格相對低廉，可用其價(jià)格優(yōu)勢。(4)根據(jù)多模用戶發(fā)送的業(yè)務(wù)查詢報(bào)文內(nèi)容可以獲取業(yè)務(wù)類型對于FTP業(yè)務(wù)，劃分為背景類業(yè)務(wù)。對于FTP業(yè)務(wù)，最重要的參數(shù)為網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，其次是業(yè)務(wù)友好度，且WLAN比 3G網(wǎng)絡(luò)對于FTP業(yè)務(wù)的友好度高，用戶偏好和網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用重要程度最低。(5)利用層次分析法確定每個(gè)參數(shù)的權(quán)值，對于FTP業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、業(yè)務(wù)友好度、 用戶偏好、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用依次為=Uwlan = (U1 U2 U3 u4), U3g = (U1 U2 U3 U4)。
η(6)利用公式y(tǒng)； =Sm/^(/ = 1，2，3L間計(jì)算每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的效用值，其中，b.j表示第i
；=1
個(gè)網(wǎng)絡(luò)的第j個(gè)參數(shù)的歸一化值，m表示決策網(wǎng)絡(luò)的個(gè)數(shù)，此處為2，n表示表示決策參數(shù)的個(gè)數(shù)，此處為4。通過計(jì)算，選擇效用值比較大網(wǎng)絡(luò)作為決策結(jié)果，SCA_S模塊將結(jié)果封轉(zhuǎn)在業(yè)務(wù)決策報(bào)文中，回送至UE。當(dāng)雙模用戶有多個(gè)業(yè)務(wù)產(chǎn)生時(shí)，每個(gè)業(yè)務(wù)都要遵循以上的接入流程，獲取決策結(jié)果，根據(jù)決策結(jié)果選擇合適的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，完成了 IP對不同網(wǎng)絡(luò)接口的自適應(yīng)分流功能。在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋的范圍內(nèi)，雙模用戶和CRM配合實(shí)現(xiàn)WLAN和3G接口間的自適應(yīng)分流功能；用戶多業(yè)務(wù)并發(fā)接入時(shí)，綜合網(wǎng)絡(luò)資源、用戶偏好、業(yè)務(wù)友好度、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用等因素，選擇最佳網(wǎng)絡(luò)，保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，達(dá)到資源的最大利用；整個(gè)接入方法對已較為成熟的 3G網(wǎng)絡(luò)修改較小，業(yè)務(wù)查詢、應(yīng)答報(bào)文均選擇WLAN網(wǎng)絡(luò)，以保證快速部署，減小龐大費(fèi)用開銷。同時(shí)，本方法可以擴(kuò)展至多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的并發(fā)接入，綜合使用各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)，其特征在于，包括多模用戶端、異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)和無線資源管理節(jié)點(diǎn)，其中，多模用戶端包括并發(fā)接入控制模塊，用于業(yè)務(wù)接入申請和業(yè)務(wù)接入控制；異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)包括SCA_A模塊，用于完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，同時(shí)與所述的無線資源管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互；無線資源管理節(jié)點(diǎn)用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的資源監(jiān)控和執(zhí)行并行網(wǎng)絡(luò)接入決策。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)，其特征在于，所述的并發(fā)接入控制模塊包括添加在IP層和數(shù)據(jù)鏈路層間的匯聚子層模塊，以及在IP層上添加的SCA_C模塊，所述的匯聚子層模塊用于檢測新業(yè)務(wù)，如果檢測到的是新業(yè)務(wù)則觸發(fā)所述的SCA_C模塊發(fā)送查詢報(bào)文，匯聚子層模塊根據(jù)SCA_C模塊接收到的查詢結(jié)果進(jìn)行業(yè)務(wù)分流。所述的30々_(模塊用于協(xié)同匯聚子層模塊的工作，當(dāng)匯聚子層檢測到新業(yè)務(wù)時(shí)，觸發(fā) SCA_C模塊發(fā)送業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，以供無線資源管理節(jié)點(diǎn)計(jì)算使用；同時(shí)收到無線資源管理節(jié)點(diǎn)回送的查詢結(jié)果，遞交給匯聚子層模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線資源管理節(jié)點(diǎn)包括添加在IP層上添加的SCA_S模塊，所述的SCA_S模塊用于與所述的SCA_C模塊形成對等實(shí)體，與多模用戶端進(jìn)行業(yè)務(wù)查詢報(bào)文以及業(yè)務(wù)決策報(bào)文的交互，與異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文的交互。
4.一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入方法，具體包括如下步驟51.當(dāng)多模用戶產(chǎn)生新業(yè)務(wù)時(shí)，多模用戶端的匯聚子層模塊檢測新業(yè)務(wù)，觸發(fā)30々_(模塊封裝業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，選擇異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先指定的網(wǎng)絡(luò)接口，發(fā)送至無線資源管理節(jié)占.52.無線資源管理節(jié)點(diǎn)接收到業(yè)務(wù)查詢報(bào)文，獲取用戶IP地址，提取業(yè)務(wù)信息，無線資源管理節(jié)點(diǎn)的SCA_S模塊發(fā)送網(wǎng)絡(luò)參數(shù)查詢報(bào)文給異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊；53.無線資源管理節(jié)點(diǎn)的SCA_S模塊收到異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的SCA_A模塊回送的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)答報(bào)文，提取異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源信息，結(jié)合業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息，進(jìn)行決策， 封裝業(yè)務(wù)決策報(bào)文回送至多模用戶；54.多模用戶收到無線資源管理節(jié)點(diǎn)回送的業(yè)務(wù)決策報(bào)文后，解析出報(bào)文中決策結(jié)果并根據(jù)決策結(jié)果選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入方法，其特征在于，步驟S3所述的業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息包括業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)QoS、用戶偏好。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入方法，其特征在于，步驟S3所述的進(jìn)行決策具體使用層次分析法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)并發(fā)接入系統(tǒng)及接入方法，所述接入系統(tǒng)包括多模用戶端、異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)和無線資源管理節(jié)點(diǎn)，其中，多模用戶端包括并發(fā)接入控制模塊，用于業(yè)務(wù)接入申請和業(yè)務(wù)接入控制；異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)包括SCA_A模塊，用于完成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，同時(shí)與所述的無線資源管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互；無線資源管理節(jié)點(diǎn)用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的資源監(jiān)控和執(zhí)行并行網(wǎng)絡(luò)接入決策。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法通過SCA_C模塊、SCA_A模塊以及SCA_S模塊進(jìn)行交互，在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋的范圍內(nèi)，在進(jìn)行用戶多業(yè)務(wù)并發(fā)接入時(shí)，綜合網(wǎng)絡(luò)資源狀況、業(yè)務(wù)友好度、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用、業(yè)務(wù)查詢報(bào)文信息，選擇最佳網(wǎng)絡(luò)，保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，達(dá)到資源的最大利用。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102497660SQ201110408339
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者冷甦鵬, 吳凡, 吳小波, 黃曉燕 申請人:電子科技大學(xué)