高可靠性的多维复杂网络自治愈系统技术方案

本发明专利技术提供一种高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，该系统包括：终端检测模块，用于检测网络状态信息；网络端检测模块，用于再次确定终端所在小区中断情况；网络切换预测模块，用于确定每个时隙内网络节点对终端的覆盖状态，根据覆盖状态确认是否将会出现由于节点覆盖范围有限造成的网络切换；网络补偿模块，用于根据接收到的网络端检测模块的检测结果，进行网络补偿；网络切换模块，用于进行网络切换准备，以及在收到网络补偿模块无效结果后，进行网络切换。该系统能够提前与预测切换的网络节点进行握手，实现资源预留，有效保证终端用户通信的连续性。采用双端检测，以及网络补偿与切换准备并行的方案，保证通信的连续性，减小网络恢复时延。小网络恢复时延。小网络恢复时延。

【技术实现步骤摘要】
高可靠性的多维复杂网络自治愈系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种高可靠性的多维复 杂网络自治愈系统。

技术介绍

[0002]网络自治愈作为移动通信领域最重要的功能之一，能够自主检测 网络中的突发故障，减少维护成本，通过一系列调整措施消除该故障 带来的影响，从而维持网络提供的各项功能，它的性能好坏与服务质 量及终端用户体验息息相关。现阶段对移动通信系统的自治愈技术的 研究仍然面临着诸多挑战。首先，由于自治愈系统需要知道其它网络 节点的信息，因此相关判决模块首先需要收集所有临近网络节点的信 息，这会在一定程度上增加时延。其次，随着异构网络节点的不断加 入，现有的自治愈系统没有自动进化能力，存在着可行性差等问题， 设计一个高效可行的网络自治愈系统是当前研究的重点，由于多维通 信网络环境的复杂性，如网络条件、终端状态以及用户偏好等，每一 个因素都对网络切换起着重要影响，因此，自治愈判决需要综合考虑 众多因素。
[0003]网络自治愈往往涉及到网络切换技术，网络切换是移动通信系统 中的关键技术，在通信中占有极其重要的地位。在终端节点通过异构 网络覆盖重叠区时，性能良好的网络切换方案能够保障通信业务的可 靠性、实时性和连续性。如果切换失败，将会导致通信中断现象，对 用户体验造成不利影响；切换频繁，假设单一网络覆盖半径为3km， 重叠区长度为1.2km，对于某些高速终端节点而言，平均每48s就需 要切换，在重叠区驻留的时间仅为12s，而对于中低速节点，驻留时 间较长，因此所以要优化自治愈流程中的切换方案及流程，设计符合 各类移动节点的快速切换方案；接受群切换，在同时处理多个设备的 切换请求时，产生大量的信令交互，从而容易引起“信令风暴”，带 来巨大的系统开销；QoS保证，移动通信系统中，各种移动业务的 QoS由于频繁切换而降低，例如，语音通信的分组时延应小于100ms， 而切换时间通常需要150ms。如果通信在切换期间中断，则无法满足 语音通信的QoS要求。
[0004]在移动通信系统中，切换管理指的是终端正在进行的呼叫或者会 话从一个物理信道转移到另一个物理信道的过程。切换管理主要分三 步。第一步是切换发起。当终端节点发生移动或网络条件发生了变化， 无线信号强度的下降通常是切换发生的主要因素，除此之外，还需要 考虑网络的载均衡、QoS等因素，切换可以由终端、网络发起。第二 步是建立新的连接。在终端控制的切换中，是由移动终端来发现新的 资源，在网络允许的条件下建立新的连接。第三步是数据流控制。在 这个阶段，根据协定的服务质量保证，数据从旧的连接通道转移到新 的连接通道。
[0005]随着终端设备数量的增长，为满足某些高速、高海拔终端节点的 通信需求，考虑将现有的天基、空基网络作为地基网络的补充。基于 目前复杂的通信网络，现有的方法存在网络节点间平滑切换难度大、 切换频繁、切换时延长、管理困难、网络质量差等问题，无法保证通 信系统服务的连续性和可靠性。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种高可靠性的多维复杂 网络自治愈系统。
[0007]本专利技术提供一种高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，包括：终 端检测模块，用于检测所在小区的网络状态信息；网络端检测模块， 用于接收终端检测模块发送的网络异常结果，并再次确定终端所在小 区的中断情况；网络切换预测模块，用于将终端业务所需通信时长划 分为多个时隙，根据终端在每个时隙内的运动速度和方向，确定每个 时隙中网络节点对终端的覆盖状态，根据覆盖状态确认是否会出现由 于节点覆盖范围有限造成的网络切换；网络补偿模块，用于根据接收 到的网络端检测模块的检测结果，进行网络补偿；网络切换模块，用 于根据网络端检测模块的异常检测结果，或者网络切换预测模块的预 测结果，进行网络预切换准备，在收到网络补偿模块的补偿无效结果 后，或者满足预设切换条件时，进行网络切换。
[0008]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述终端检测模块具体用于，周期性检测链路质量指标值，且检测到 链路质量指标值小于预设阈值后，向网络端检测模块发送异常检测结 果，同时启动终端自检测，用于排除自身故障。
[0009]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络端检测模块，具体用于：接收终端发送的网络异常结果；根 据预设条件判断所述终端是否为网络中断，若为网络中断，则触发网 络补偿模块进行网络补偿，同时触发网络切换模块进行网络预切换准 备。
[0010]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述切换模块，具体用于：根据终端在每个时隙的运动速度和方向， 以及各覆盖节点的分布，建立时间演进图；确定待切换时隙的网络节 点和连接弧，根据不同连接弧的预设权重，基于最小路径法获得切换 路径的预测结果；对于每次切换，以最大化累积信道质量为目标，确 定切换时间，作为所述预设切换条件；其中，所述连接弧为终端路径 在两节点覆盖重叠区域的部分。
[0011]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络补偿模块，具体用于：接收到网络端检测模块的检测结果后， 根据终端周围网络节点的状态，调整网络配置参数，以补偿终端所属 小区中断带来的影响。
[0012]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络补偿模块，具体用于：根据各网络节点的位置，筛选出当前 节点周围临近而非重覆盖的网络节点集合；根据集合中节点反馈回的 信道质量指示，选择最优节点，调整网络配置参数，接入移动终端。
[0013]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络切换预测模块，根据高斯
‑
马尔可夫模型，确定终端在每个 时隙的运动速度和方向。
[0014]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络端检测模块具体用于：确定本小区邻近的多个用户，提取用 户对本小区的接收信号强度，若用户对应被检测小区的RSRP存储值 小于预设阈值时，将中断计数增加1，否则将非中断计数增加1；根 据中断计数和非中断计数确定中断用户的比例，若中断用户比例大于 预设阈值，则判定该网络发生中断。
[0015]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述时间演进
图中弧上的权重，根据卫星节点仰角大小或多模网络节 点的距离远近、覆盖时长、节点负载大小以及资源开销大小确定。
[0016]根据本专利技术一个实施例的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统， 所述网络切换模块还用于，在切换之前与将要切换的网络节点进行握 手，以预留信道资源。
[0017]本专利技术提供的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，通过时隙内 终端接入节点的覆盖时长与时隙时进行比较，预测网络节点发生中断 的可能性，及时触发网络预切换，可提前与预测切换的节点进行握手， 实现资源预留，有效保证了终端用户通信的连续性。另一方面，采用 了双端检测，以及网络补偿与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，其特征在于，包括：终端检测模块，用于检测所在小区的网络状态信息；网络端检测模块，用于接收终端检测模块发送的网络异常结果，并再次确定终端所在小区的中断情况；网络切换预测模块，用于将终端业务所需通信时长划分为多个时隙，根据终端在每个时隙内的运动速度和方向，确定每个时隙中网络节点对终端的覆盖状态，根据覆盖状态确认是否会出现由于节点覆盖范围有限造成的网络切换；网络补偿模块，用于根据接收到的网络端检测模块的检测结果，进行网络补偿；网络切换模块，用于根据网络端检测模块的异常检测结果，或网络切换预测模块的预测结果，进行网络预切换准备，在收到网络补偿模块的补偿无效结果后，或满足预设切换条件时，进行网络切换。2.根据权利要求1所述的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，其特征在于，所述终端检测模块具体用于，周期性检测链路质量指标值，且检测到链路质量指标值小于预设阈值后，向网络端检测模块发送异常检测结果，同时启动终端自检测，用于排除自身故障。3.根据权利要求1所述的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，其特征在于，所述网络端检测模块，具体用于：接收终端发送的网络异常结果；根据预设条件判断所述终端是否为网络中断，若为网络中断，则触发网络补偿模块进行网络补偿，同时触发网络切换模块进行网络预切换准备。4.根据权利要求1所述的高可靠性的多维复杂网络自治愈系统，其特征在于，所述切换模块，具体用于：根据终端在每个时隙的运动速度和方向，以及各覆盖节点的分布，建立时间演进图；确定待切换时隙的网络节点和连接弧，根据不同连接弧的预设权重，基于最小路径法获得切换路径的预测结果；对于每次切换，以最大化累积信道质量为目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕颖蕾，李鑫，满毅，张勇，王小娟，宋梅，滕俊杰，王剑，李嘉瑞，魏翼飞，陈梦婷，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：