一种基于OWN的自适应流量分载技术制造技术

本发明专利技术提供了一种基于OWN的自适应流量分载技术。该方法结合开放无线网络架构OWN，采用生物模型吸引粒子选择算法(Attractor Selection),实时地根据网络状态对LTE进行自适应分流。本发明专利技术包括以下步骤，搭建OWN架构,在应用场景下运行吸引粒子选择算法和根据网络实时波动进行自适应分流。本发明专利技术从网络的实时状态出发，分别考虑LTE网络和WLAN网络的网络承载量，避免了因为用户过多地挤在统一网络造成用户体验降低和网络崩溃。选择基于OWN的吸引粒子选择进行分流，一方面从宏观上调控全局，能够高效地利用异构无线网络资源；另一方面采用自适应的生物学算法分流，不需要先验的QoS预测，具有较强的灵活性和鲁棒性，能够适应各种动态网络环境的突发情况和波动。

【技术实现步骤摘要】
—种基于OWN的自适应流量分载技术
本专利技术涉及无线通信领域，具体涉及在开放无线网络架构(OWN)下，采用生物学模型吸引粒子选择(Attractor Selection)算法,提出一种LTE网络向WLAN网络进行自适应流量分载的方法。
技术介绍
随着无线通信技术的迅猛发展，全球无线通信业务呈指数增长。根据思科预计在2012到2017年间，全球移动数据流量将增长13倍，并且在2017年每月的数据流量将达到11.2ExaByte (IExaByte = 26°B)。一方面是由于各种智能移动终端的大量普及,如智能手机，平板电脑等。另一方面，用户对流量的需求越来越大。随着无线传输技术的发展，单用户的无线传输速率不断提升，未来LTE网络部署后，单用户接入传输速率在理论上可以达到下行100Mbit/s上行50Mbit/s，预计实际也可以达到10Mbit/s的数量级。因此，个别正在进行大数据量传输的用户，更容易影响整个小区的资源使用情况，形成局部忙时忙区。据统计，70%的移动数据流量发生在室内，所以为了满足不断增长的无线数据流量需求，采用WLAN网络进行分流是一种有效的解决方案，它能够以较低的成本大量部署在室内，从而协助LTE提高网络容量和网络覆盖能力。现在的WLAN分流方案主要围绕在分流决策和分流管理两个方面。分流决策规定给用户进行流量分配依据的原则，最常提出的是ABC(always best connected),运营商为每一个用户分配用户体验最好的接入网络，由于没有考虑网络整体的性能，这样有可能会使用户拥堵在某一热点网络，导致系统崩溃；分流管理即在进行决策后控制端对分流的执行和管理。一种是无管理卸载(附近有WLAN覆盖就完全分流过去)。这种方法简单有效，不用添加额外的设备。但是不考虑WLAN的负载情况，有可能造成较差的用户体验或者造成某个LTE基站空闲。第二种是有管理卸载，一般是将容忍延迟的业务或者低端业务分给WLAN。这种方案结构复杂，缺乏时效性，同样没有考虑WLAN承载量，并且不能适合动态网络或者不确定的网络环境。综上所述，目前存在的分流方案都不能实际的运用在实时变化的网络环境中，终端在通过WLAN分流的时候不能得到很好的QoS (Quality of Service),使用户体验降低。另一方面，无线协议(3G、LTE等)的不断发展和家庭基站、WIFI接入点的不受管理的不断增加的部署导致我们迫切需要更新移动网络架构。目前有人提出openflow, openradio, open wireless network等新型网络架构,其共同特点是数据面与控制面分离，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。其中OWN(open wireless network)是一个新颖的用于无线接入网络(如UMTS、802.11WLAN)的网络架构。它将无线接入网络分为控制层和数据层，并且引入了一个统一的控制器以控制不同的无线网络。数据层暂时包括软基站和wifi接入点(以后还可以引入其它的网络模型)。控制层是通过一个基于云的控制器来实现的。为这个控制器设计了一个OWN操作系统来执行相应的控制功能。并且提供开放应用接口来开发定制的网络管理应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种自适应流量分载技术，根据实时的网络状态，实现LTE到WLAN的动态分流，以解决当前网络容量不足的问题。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种基于OWN (Open WirelessNetwork)的自适应流量分载技术，该方法结合开放无线网络架构(OWN)，采用生物模型吸引粒子选择算法(AttractorSelection),实时地根据网络状态对LTE进行自适应分流。本专利技术包括以下几个步骤:步骤1:搭建OWN架构。如图1所示，OWN是一个针对无线接入网络的新型的网络构架，它为无线接入网络引入了一个统一的控制器，数据层和控制层的分离就成为对各种无线接入技术进行集中控制的先决条件。为了支持它的可扩展性，要求设计的数据层可以通过编程实现。OWN是SDN在无线接入网络的一种实现方式。所以它的架构方式类似于一些流行的SDN架构，但是却表现出不同的特点。OWN架构从逻辑上分为三层，从上到下依次是应用层，控制层和数据层。应用层主要是指运行在控制器操作系统上的应用程序，网络管理者通过开放API接口可以添加需要的管理APP,本专利中APP特指为attractor selection算法。控制层主要由一个集中控制的控制器和操作系统(OS)组成，主要功能如下:I)系统配置:管理系统的配置信息，和数据层交换信息。2)无线资源管理:规划业务流程并执行基于QoE简况和信道质量的资源分配。3)QoE管理:感知不同业务的QoE，并且负责对业务流进行发起，维持，修改和删除。4)物理层的控制:提供接口来实现资源分配和接续，并且提供接口以执行链路适应技术，包括CQI (信道质量感应器)的感知和反馈。5)移动性管理:在异构的无线接入网络进行终端的移动性管理，并且进行负载均衡和接入控制。控制层最重要的贡献就是它能提供开放的应用接口使得网络管理能够更加地灵活。不同的基站和网络接入点都将连接到OWN控制器，控制器因此可以获得BSs/APs的信息，如流量负载，位置信息，和业务类型等。这就提供了异构网络中对于移动性管理和流量均衡的灵活性。可编程控制平台的优点是它可以在无线接入网络中进行不同层之间的协作。比如由于OWN的控制器可以取得软基站在不同层的信息，运营商因此可以在OWN上开发一种跨层的调度器应用来执行一种跨层协作。另外，它可以轻易地实现蜂窝间甚至是不同无线接入技术之间的协作。可编程的数据层主要是在OWN概念下，在数据层无线资源管理和状态感知的行为都需要在数据层完成，因此数据层需要有接口来执行控制器的规则，并且和控制器进行信令交互等。数据层是由软基站来构成的，而软基站的信号转换是由USRP来进行的，基带模块是可以进行基带处理功能的软件部分。他们连接到统一的控制器，并且开放模块化的接口给控制器来执行无线接入网络的状态感知和优化。可编程数据平台的一个重要的优势是它将信号的处理与具体的硬件分离开来，使得它可以灵活更新，甚至在一个基站上实现不同的协议。另一点是它将处理和决策分离开来，基站的远程配置和网络优化可以容易地通过OWN协议实现。进一步来讲，因为射频前端和BBM分离，BBM可以工作在一个基于云的终端上，从而节能，并且减小数据层和统一的控制器之间的延迟。步骤2:获取网络实时状态。数据层通过定期流量检测传递给控制器网络工作信息，可以实时获取目前无线接入网络的状况，如QoS标准(如时延，丢包率，可用带宽)，根据这些信息，控制器实时更新网络状态参数Q。Q定义如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于OWN的自适应流量分载技术，其特征在于，包括以下步骤： 在搭建的OWN网络架构中，数据层基站及其AP点统计网络实时状态数据，传递至控制器进行分析得出网络实时状态，控制器通过调用应用层的Attractor Selection算法进行自适应的动态流量分载。

【技术特征摘要】
1.一种基于OWN的自适应流量分载技术，其特征在于，包括以下步骤: 在搭建的OWN网络架构中，数据层基站及其AP点统计网络实时状态数据，传递至控制器进行分析得出网络实时状态，控制器通过调用应用层的Attractor Select1n算法进行自适应的动态流量分载。2.如权利要求1所述，网络实时状态的计算方法包括以下步骤: 第一，数据层基站及其AP点采集包传输数据，形成流表并转发至控制层中，计算得出LTE和WLAN的实时信噪比和可用带宽， (1)实时信噪比SNR计算公式如下所示:SNR = 2Xerfc_1(2XBER) BER =成功接受的数据量/传递的总数据量 (2)可用带宽ABW计算公式如下所示: ABff =单位时间内成功传递的数据量 (3)结合以上两个公式可得出网络状态Q的表示: 3.如权利要求1要求和权利要求2中所得的网络状态参数所述， (1)att...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳春，路兆铭，温向明，胡智群，张振海，陈小奎，徐恒，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11