一种异构网络的通信架构及通信方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种异构网络的通信架构及通信方法，应用于无线通信技术领域，所述通信架构包括：宏小区集成控制器、微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备；提出宏小区集成控制器，并将多个微小区无线局域网接入点和多个微小区蜂窝网基站进行融合，其中，宏小区集成控制器负责控制，微小区无线局域网接入点和微小区蜂窝网基站负责业务处理，实现了控制和业务的分离，使得对网元功能的划分更加明确，对网络实行更加灵活的管控，同时让业务传输更高效，有效避免由于密集部署带来的频繁切换的问题，很大程度上降低了信令开销。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种异构网络的通信架构及通信方法。
技术介绍
近年来，大量多媒体设备涌入市场，使得人们对于高速率无线通信的需求急剧增长。虽然采用了一些先进的技术，比如MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出)、OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用技术)等来提高用户体验，但是LTE(LongTermEvolution，长期演进)网络采用的传统网络结构不能灵活应对用户的需求，在一定程度上限制了网络性能的提升。因此，5G需要针对该问题研究一种更加智能的网络结构。此外，用户业务的多样性以及业务量的激增，给原本就资源紧缺的LTE网络系统提出了很大的挑战。而WLAN(WirelessLocalAreaNetworks，无线局域网)作为一种高带宽、低成本、部署方便的移动无线接入网络，已经被广泛应用，WLAN可以利用非授权频段为用户提供高速的数据传输业务，在资源利用方面形成了一大优势，所以LTE和WLAN网络的融合成为了5G架构研究的重点。除了不同制式接入网络的融合，5G无线网络还考虑部署覆盖范围不同、发射功率不同以及业务承载能力不同的各种基站，形成网络成分复杂的异构网络。异构网络的应用，使得一个区域内的接入网络密度大幅度上升。如何有效的管理以及协调不同网络，充分发挥各接入网的优势成为了一大难点。SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)的提出为这一难点的解决提供了思路。SDN的核心思想之一为将控制与业务分离，集中控制可以对不同接入网络进行统一调度，从而实现虚拟化；只负责业务的网络设备，则根据中心控制器的信令要求完成数据转发。采用SDN技术，既方便了异构网络的管理，也可以降低网络的业务响应时间。现有的LTE-WLAN融合技术，将两种网络的联结点从核心网下移，更靠近接入网侧，包括以下三种具体融合架构：第一种是EPC-WLAN融合架构，EPC(EvolvedPacketCore，4G核心网络)中的MME(MobilityManagementEntity，移动性管理实体)作为HeNB(HomeEvolvedNodeB，家庭演进基站)和WLAN之间控制层面的联结点，S-GW(ServingGateway，服务网关)作为业务层面的联结点。如图1所示，虚线b将MME和WLANAN(WLANAccessNetwork，WLAN接入网)连通，虚线a则连接了S-GW和WLANAN。第二种是LTE-WLAN融合架构，在3GPPHeNBGateway的基础上，提出了ISW-GW(IntegratedSmallCellandWi-FiGateway，融合接入网关)同时作为控制层面和业务层面的联结点。如图2所示，ISW-GW模块中IWF(InterworkingFunction，互通功能)负责将核心网下发的数据分流给HeNB和WLANAN。虚线c用来将WLANAN连入LTE网络，用一个接口同时管控了WLAN的控制层面和业务层面。第三种架构中，提出了一种直接连接WLANAP(WLANAccessPoint，WLAN接入点)和HeNB的增强型接口。如图3所示，虚线d使得信令和数据可以直接在HeNB和WLAN之间传输，避免了回传链路的复杂性。然而，异构网络的密集部署虽然满足了用户日益增长的业务需求，但是不可避免的会造成UE(UserEquipment，用户设备)频繁切换的问题，信令开销会比较大。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种异构网络的通信架构及通信方法，可以很大程度上降低了信令开销。具体技术方案如下：本专利技术实施例公开了一种异构网络的通信架构，包括：宏小区集成控制器、微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备；所述用户设备，用于发送蜂窝网数据包格式的第一控制信令给所述宏小区集成控制器；所述宏小区集成控制器，用于对所述第一控制信令进行处理，得到并发送第二控制信令给核心网；以使所述核心网解析所述第二控制信令并反馈第三控制信令或第一业务数据；在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收所述第三控制信令、或转发所述第三控制信令给所述用户设备，其中，所述第三控制信令和所述第一业务数据，均具有蜂窝网数据包格式和/或无线局域网数据包格式；所述微小区无线局域网接入点，用于在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收并根据所述第三控制信令进行处理；或，在所述核心网反馈所述第一业务数据时，接收并根据所述核心网发送的无线局域网数据包格式的第一业务数据进行业务处理，得到并发送无线局域网数据包格式的第二业务数据给所述用户设备；所述微小区蜂窝网基站，用于在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收并根据所述第三控制信令进行处理；或，在所述核心网反馈所述第一业务数据时，接收并根据所述核心网发送的蜂窝网数据包格式的第一业务数据进行业务处理，得到并发送蜂窝网数据包格式的第二业务数据给所述用户设备；所述用户设备，还用于将接收的所述无线局域网数据包格式的第二业务数据和所述蜂窝网数据包格式的第二业务数据整合成蜂窝网数据包格式的第一整合业务数据并进行业务处理；和所述用户设备，用于将蜂窝网数据包格式的第三业务数据，封装成无线局域网数据包格式的第四业务数据和蜂窝网数据包格式的第四业务数据，分别发送所述无线局域网数据包格式的第四业务数据给所述微小区无线局域网接入点和所述蜂窝网数据包格式的第四业务数据给所述微小区蜂窝网基站；所述微小区无线局域网接入点，用于根据所述无线局域网数据包格式的第四业务数据进行业务处理，得到并发送无线局域网数据包格式的第五业务数据给所述核心网；所述微小区蜂窝网基站，用于根据所述蜂窝网数据包格式的第四业务数据进行业务处理，得到并发送蜂窝网数据包格式的第五业务数据给所述核心网。可选的，所述的异构网络的通信架构，还包括：所述宏小区集成控制器，还用于发送所述宏小区集成控制器产生的无线局域网数据包格式的第四控制信令给所述微小区无线局域网接入点，发送所述宏小区集成控制器产生的蜂窝网数据包格式的第四控制信令给所述微小区蜂窝网基站或所述用户设备；所述用户设备，还用于发送所述用户设备产生的无线局域网数据包格式的第五控制信令给所述微小区无线局域网接入点，发送所述用户设备产生的蜂窝网数据包格式的第五控制信令给所述微小区蜂窝网基站；所述微小区无线局域网接入点，还用于发送无线局域网数据包格式的信令或无线局域网数据包格式的业务数据给所述核心网，或发送无线局域网数据包格式的信令或无线局域网数据包格式的业务数据给所述用户设备，其中，所述无线局域网数据包格式的信令或无线局域网数据包格式的业务数据是由所述微小区无线局域网接入点产生或反馈的；所述微小区蜂窝网基站，还用于发送蜂窝网数据包格式的信令或蜂窝网数据包格式的业务数据给所述核心网，或发送蜂窝网数据包格式的信令或蜂窝网数据包格式的业务数据给所述用户设备，其中，所述蜂窝网数据包格式的信令或蜂窝网数据包格式的业务数据是由所述微小区蜂窝网基站产生或反馈的。可选的，所述宏小区集成控制器覆盖微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备中的一种或多种，并与所述微小区无线局域网接入点、所述微小区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构网络的通信架构，其特征在于，包括：宏小区集成控制器、微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备；所述用户设备，用于发送蜂窝网数据包格式的第一控制信令给所述宏小区集成控制器；所述宏小区集成控制器，用于对所述第一控制信令进行处理，得到并发送第二控制信令给核心网；以使所述核心网解析所述第二控制信令并反馈第三控制信令或第一业务数据；在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收所述第三控制信令、或转发所述第三控制信令给所述用户设备，其中，所述第三控制信令和所述第一业务数据，均具有蜂窝网数据包格式和/或无线局域网数据包格式；所述微小区无线局域网接入点，用于在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收并根据所述第三控制信令进行处理；或，在所述核心网反馈所述第一业务数据时，接收并根据所述核心网发送的无线局域网数据包格式的第一业务数据进行业务处理，得到并发送无线局域网数据包格式的第二业务数据给所述用户设备；所述微小区蜂窝网基站，用于在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收并根据所述第三控制信令进行处理；或，在所述核心网反馈所述第一业务数据时，接收并根据所述核心网发送的蜂窝网数据包格式的第一业务数据进行业务处理，得到并发送蜂窝网数据包格式的第二业务数据给所述用户设备；所述用户设备，还用于将接收的所述无线局域网数据包格式的第二业务数据和所述蜂窝网数据包格式的第二业务数据整合成蜂窝网数据包格式的第一整合业务数据并进行业务处理；和所述用户设备，用于将蜂窝网数据包格式的第三业务数据，封装成无线局域网数据包格式的第四业务数据和蜂窝网数据包格式的第四业务数据，分别发送所述无线局域网数据包格式的第四业务数据给所述微小区无线局域网接入点和所述蜂窝网数据包格式的第四业务数据给所述微小区蜂窝网基站；所述微小区无线局域网接入点，用于根据所述无线局域网数据包格式的第四业务数据进行业务处理，得到并发送无线局域网数据包格式的第五业务数据给所述核心网；所述微小区蜂窝网基站，用于根据所述蜂窝网数据包格式的第四业务数据进行业务处理，得到并发送蜂窝网数据包格式的第五业务数据给所述核心网。...

【技术特征摘要】
1.一种异构网络的通信架构，其特征在于，包括：宏小区集成控制器、微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备；所述用户设备，用于发送蜂窝网数据包格式的第一控制信令给所述宏小区集成控制器；所述宏小区集成控制器，用于对所述第一控制信令进行处理，得到并发送第二控制信令给核心网；以使所述核心网解析所述第二控制信令并反馈第三控制信令或第一业务数据；在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收所述第三控制信令、或转发所述第三控制信令给所述用户设备，其中，所述第三控制信令和所述第一业务数据，均具有蜂窝网数据包格式和/或无线局域网数据包格式；所述微小区无线局域网接入点，用于在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收并根据所述第三控制信令进行处理；或，在所述核心网反馈所述第一业务数据时，接收并根据所述核心网发送的无线局域网数据包格式的第一业务数据进行业务处理，得到并发送无线局域网数据包格式的第二业务数据给所述用户设备；所述微小区蜂窝网基站，用于在所述核心网反馈所述第三控制信令时，接收并根据所述第三控制信令进行处理；或，在所述核心网反馈所述第一业务数据时，接收并根据所述核心网发送的蜂窝网数据包格式的第一业务数据进行业务处理，得到并发送蜂窝网数据包格式的第二业务数据给所述用户设备；所述用户设备，还用于将接收的所述无线局域网数据包格式的第二业务数据和所述蜂窝网数据包格式的第二业务数据整合成蜂窝网数据包格式的第一整合业务数据并进行业务处理；和所述用户设备，用于将蜂窝网数据包格式的第三业务数据，封装成无线局域网数据包格式的第四业务数据和蜂窝网数据包格式的第四业务数据，分别发送所述无线局域网数据包格式的第四业务数据给所述微小区无线局域网接入点和所述蜂窝网数据包格式的第四业务数据给所述微小区蜂窝网基站；所述微小区无线局域网接入点，用于根据所述无线局域网数据包格式的第四业务数据进行业务处理，得到并发送无线局域网数据包格式的第五业务数据给所述核心网；所述微小区蜂窝网基站，用于根据所述蜂窝网数据包格式的第四业务数据进行业务处理，得到并发送蜂窝网数据包格式的第五业务数据给所述核心网。2.根据权利要求1所述的异构网络的通信架构，其特征在于，还包括：所述宏小区集成控制器，还用于发送所述宏小区集成控制器产生的无线局域网数据包格式的第四控制信令给所述微小区无线局域网接入点，发送所述宏小区集成控制器产生的蜂窝网数据包格式的第四控制信令给所述微小区蜂窝网基站或所述用户设备；所述用户设备，还用于发送所述用户设备产生的无线局域网数据包格式的第五控制信令给所述微小区无线局域网接入点，发送所述用户设备产生的蜂窝网数据包格式的第五控制信令给所述微小区蜂窝网基站；所述微小区无线局域网接入点，还用于发送无线局域网数据包格式的信令或无线局域网数据包格式的业务数据给所述核心网，或发送无线局域网数据包格式的信令或无线局域网数据包格式的业务数据给所述用户设备，其中，所述无线局域网数据包格式的信令或无线局域网数据包格式的业务数据是由所述微小区无线局域网接入点产生或反馈的；所述微小区蜂窝网基站，还用于发送蜂窝网数据包格式的信令或蜂窝网数据包格式的业务数据给所述核心网，或发送蜂窝网数据包格式的信令或蜂窝网数据包格式的业务数据给所述用户设备，其中，所述蜂窝网数据包格式的信令或蜂窝网数据包格式的业务数据是由所述微小区蜂窝网基站产生或反馈的。3.根据权利要求1所述的异构网络的通信架构，其特征在于，所述宏小区集成控制器覆盖微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备中的一种或多种，并与所述微小区无线局域网接入点、所述微小区蜂窝网基站和所述用户设备进行通信，所述用户设备与、所述微小区无线局域网接入点和/或微小区蜂窝网基站进行通信，其中，所述宏小区集成控制器覆盖的微小区无线局域网接入点的数目为一个或多个，所述宏小区集成控制器覆盖的微小区蜂窝网基站的数目为一个或多个，所述宏小区集成控制器覆盖的用户设备的数目为一个或多个。4.根据权利要求1所述的异构网络的通信架构，其特征在于，所述宏小区集成控制器还用于，当所述宏小区集成控制器覆盖的微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备变化时，获取所述微小区无线局域网接入点的第一变化数据、微小区蜂窝网基站的第二变化数据和用户设备的第三变化数据；根据所述第一变化数据、所述第二变化数据和所述第三变化数据，更新预先建立的接入设备信息表；所述宏小区集成控制器还用于，发送所述接入设备信息表给核心网；其中，所述接入设备信息表至少包括：所述宏小区集成控制器覆盖的微小区无线局域网接入点的信息、微小区蜂窝网基站的信息、用户设备的信息和所述宏小区集成控制器的信息。5.根据权利要求4所述的异构网络的通信架构，其特征在于，所述宏小区集成控制器还用于，当用户设备发送业务请求到所述宏小区集成控制器时，根据所述接入设备信息表获取所述用户设备当前连接的网络；根据所述连接的网络的当前状态确定业务的分流比例，将所述分流比例和所述用户设备的业务请求数据发送给核心网，以使所述核心网根据所述分流比例，分别发送所述用户设备的业务请求数据给用户设备当前连接的微小区无线局域网接入点和/或微小区蜂窝网基站，其中，所述连接的网络的当前状态至少包括：网络的占用率和网络的速率；所述微小区无线局域网接入点和/或微小区蜂窝网基站发送从核心网接收的业务请求数据给所述用户设备。6.根据权利要求5所述的异构网络的通信架构，其特征在于，所述宏小区集成控制器还用于，当所述宏小区集成控制器覆盖的微小区无线局域网接入点、微小区蜂窝网基站和用户设备增加时，通过广域网接口与新增加的微小区无线局域网接入点连接，连接成功之后通过预设无线局域网协议与所述新增加的微小区无线局域网接入点进行通信；通过基站与移动性管理实体所用接口与新增的微小区蜂窝网基站连接，连接成功之后通过蜂窝网协议与所述新增的微小区蜂窝网基站进行通信；通过空口与新增加的用户设备连接，连接成功之后通过蜂窝网协议与所述新增加的用户设备进行通信。7.一种异构网络的通信方法，其特征在于，包括：所述用户设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张奇勋，戴凤林，冯志勇，刘梦媛，曹鹏飞，董光喆，张宇然，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11