CN105430693A - 一种5g网络中基于业务特征的多用户切换方法 - Google Patents

一种5g网络中基于业务特征的多用户切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，该方法通过初始用户设备广播自己切换消息和业务特征类型，周围用户设备得到消息并通过其自身业务特征识别实体中的DPI(深度包检测)单元获取自身业务特征类型，若业务特征与初始用户设备使用特征类型相同则发出切换加入请求，待当前接入路由和(或)目标小区接入路由确认后，加入初始用户设备的切换过程中。本方法结合5G中“保证通信业务连续性”的发展要求，在当前接入路由和(或)目标小区接入路由可对同种业务特征采用相同的处理方式(如分配同等带宽等)的前提下，对小小区用户频繁切换提供了一种改善方法，减小了控制信令的产生，并提高了用户QOS。

Description

一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法
技术领域
本发明属于移动宽带无线通信技术领域，涉及一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法。
背景技术
随着4G网络的发展，人们越来越感受到传统通信方式不能满足人们当前呈指数增长的业务需求。下一代无线移动通信将发展为多种无线接入技术的融合，如WLAN、WiMAX以及5G蜂窝网络等，这使得其拓扑结构必将逐步演进成为异构型、重叠式的立体网络结构，即异构网络。同一地方可同时被多个网络覆盖，不同网络能提供不同的性能。另一方面，随着小小区网络(如Micro、Pico、Femto)的兴起，在通信过程中，用户越发容易从一个小区切换到另一个小区，因此需保证用户通信业务的连续性，提供良好的用户体验。
在异构小小区网络中如何给用户提供无缝服务且减少开销一直是无线移动通信中极为重要的问题。由于异构小小区之间存在差异，且因业务的多种多样、用户的不同需求以及环境不同程度的影响等因素，使得该异构网络下的用户切换比同一网络的切换复杂许多。而随着移动用户数的增加，此类复杂的切换问题更亟待解决。
现有的切换方案关注于单个用户，对单个用户的切换问题提供了切换准备机制，并利用小区间合作成群，共同为用户提供服务，相比传统切换方案减少了切换时延和信令开销。
但是上述方案并没有解决多个用户一起切换的问题。若小小区中多个用户同一时间都需从当前小区移动到下一个相同小区，根据以往方案，PAR和NAR会对每个UE的切换请求进行反复处理，会产生大量交换信息，增大切换次数，造成带宽浪费。而基于相同业务特征类型的多个用户在切换时，PAR/NAR可对同种业务采用相同的处理方式(如分配同等带宽等)，能减小控制信令的产生，提高用户QOS。
此外，目前还没有一种切换方法是针对未来5G异构小小区多用户的，因此发明人根据移动宽带无线通信技术的发展和演进，提出一种前瞻性的5G网络中基于业务特征的多用户切换方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，该方法能够为用户提供无缝连接的泛在信息通信服务，减少总的切换次数和信令开销。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，在该方法中，一组用户设备(UEs)在相同业务特征下可同时从同一个小区网络切换到另一个相同的小区网络，具体包括以下步骤：
1)初始用户设备(UE)向当前接入路由(previousaccessrouter，PAR)发送切换请求，PAR将返回一个指令让初始UE做好切换准备，然后初始UE广播发送自己的切换准备消息和正在使用的业务特征类型；
2)同一小区内相邻UEs收到消息后若有切换意向，便识别自身当前的业务特征类型，并与初始UE使用的业务特征类型相比较，是同一类则向初始UE发送切换加入信息并做好切换准备，不同则放弃一起执行切换，若没有切换意向，直接忽略初始UE的切换信息；
3)初始UE收到相邻UEs发送的加入信息，将其归为一组，然后向PAR发送小组成员数量等切换信息；
4)PAR向周围可用小区网络的接入路由(newaccessrouter，NAR)发送切换指令，NAR确定自身网络状态后，向PAR返回目标小区权重的可选优先级；
5)初始UE经PAR切换确认后，将小组成员一起向目标小区执行切换。
进一步，在本方法中，所有UE为能够工作在不同网络中的多模移动用户设备，均包括接收切换信息和业务特征类型、发送加入切换请求、业务特征识别实体。
进一步，本方法中所述的网络状态包括信号情况(RSRP/RSRQ)、负载情况和业务QOS性能(包括带宽、时延、抖动、丢包率等)保障；所述的业务特征类型包括：会话类、流媒体类、交互类以及背景类。
进一步，本方法中所述的切换意向包括：目标小区RSRP/RSRQ比当前小区RSRP/RSRQ高；目标小区负载较轻；目标小区能对当前业务特征提供较高的QOS性能。
进一步，所述的执行切换，可由多种网络选择方法决定，本发明采用模糊层次分析法计算目标小区的权重数值，可以高效处理异构小小区网络中各参数的不确定性，得到较合理的小区可选优先级；利用所述获取的网络状态参数，动态调整其参数权重，生成智能的切换策略。
进一步，本方法中所述的PAR或NAR包括：定时对自身网络状态进行监测；将监测得到的信号情况、网络负载情况、能提供的业务QOS性能指数存入指定列表，作为模糊层次分析法的输入；周期性对已有列表中的参数进行更新，其中更新周期选定为1小时。
进一步，所述业务特征识别实体包括以下模块：触发模块、判断模块、执行模块；
所述触发模块的功能主要是，根据接收的初始UE切换准备信息，触发识别自身正在使用的业务特征类型，并发送至判断模块，作为判断的依据；
所述判断模块实现将自身业务类型与初始UE广播发出的业务特征类型相比较，得出结果；
所述执行模块将根据判断结果，决定该UE是否需加入初始UE的切换准备过程。
进一步，所述的触发模块是在自身DPI单元的基础上识别自身业务特征类型。
进一步，所述的DPI单元，根据当前传输业务记录，得到用户URL，判断用户URL所属的业务特征分类。
进一步，在本方法中还包括：当一组n个UE成功切换到某个目标小区，被选择的目标小区权重下降n*w％，先前所在小区权重则上升n*w％；当一个小区网络累计权重低于某个下限阈值(也就是此时负载较大)或当前小区网络只能支持1个UE但不能支持多个UEs完成切换，该小区不会成为UEs的可候选小区，直到该小区网络中某些UE的业务传输完毕或已切换到其他小区时，再次参与目标小区的候选中。
本发明的有益效果在于：本发明所述的基于业务特征的多用户切换方法在PAR/NAR能同时处理相同业务特征类型下，解决了使用同种业务特征类型的多个用户一起切换的问题，提高了切换效率。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明中5G无线网络场景示意图；
图2为本发明所述方法的流程示意图；
图3为本发明中业务特征识别实体的示范性结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
图1是本发明中5G无线网络场景示意图，在该异构小小区网络共存情况下，用户设备移动会因此产生频繁切换。
针对此问题，本发明提供了一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其流程如图2所示。在本方法中，对基于业务特征的多用户切换方法进行描述，一组用户设备(UEs)在相同业务特征下可同时从同一个小区网络切换到另一个相同的小区网络。
本方法具体包括以下步骤：
1)初始用户设备(UE)向当前接入路由(previousaccessrouter，PAR)发送切换请求，PAR将返回一个指令让初始UE做好切换准备，然后初始UE广播发送自己的切换准备消息和正在使用的业务特征类型；
2)同一小区内相邻UEs收到消息后若有切换意向，便识别自身当前的业务特征类型，并与初始UE使用的业务特征类型相比较，是同一类则向初始UE发送切换加入信息并做好切换准备，不同则放弃一起执行切换，若没有切换意向，直接忽略初始UE的切换信息；
3)初始UE收到相邻UEs发送的加入信息，将其归为一组，然后向PAR发送小组成员数量等切换信息；
4)PAR向周围可用小区网络的接入路由(newaccessrouter，NAR)发送切换指令，NAR确定自身网络状态后，向PAR返回目标小区权重的可选优先级；
5)初始UE经PAR切换确认后，将小组成员一起向目标小区执行切换。
在本实施例中，所有UE为能够工作在不同网络中的多模移动用户设备，均包括接收切换信息和业务特征类型、发送加入切换请求、业务特征识别实体。所述的网络状态，包括但不限定于信号情况(RSRP/RSRQ)、负载情况、业务QOS性能(包括带宽、时延、抖动、丢包率等)保障。
所述的业务特征类型，包括但不限定于：会话类、流媒体类、交互类以及背景类。业务特征类型与QOS性能的敏感程度如表1所示：
表1
业务特征类型 带宽 时延 抖动 丢包率
会话类 弱 强 强 弱
流媒体类 强 弱 强 中
交互类 中 强 弱 强
背景类 中 弱 弱 强
所述的切换意向，包括但不限定于：(1)目标小区RSRP/RSRQ比当前小区RSRP/RSRQ高；(2)目标小区负载较轻；(3)目标小区能对当前业务特征提供较高的QOS性能。
所述的执行切换，可由多种网络选择方法决定，本专利采用模糊层次分析法计算目标小区的权重数值，可以高效处理异构小小区网络中各参数的不确定性，得到较合理的小区可选优先级。
所述的PAR和(或)NAR包括：(1)定时对自身网络状态进行监测；(2)将监测得到的信号情况、网络负载情况、能提供的业务QOS性能指数存入指定列表，作为模糊层次分析法的输入；(3)周期性对已有列表中的参数进行更新，更新周期选定为1小时。
所述的模糊层次分析法，利用所述获取的网络状态参数，动态调整其参数权重，生成智能的切换策略。
图3为本发明中业务特征识别实体的示范性结构框图，如图所示，该实体包括以下模块：触发模块、判断模块、执行模块；所述触发模块的功能主要是，根据接收的初始UE切换准备信息，触发识别自身正在使用的业务特征类型，并发送至判断模块，作为判断的依据；所述判断模块实现将自身业务特征类型与初始UE广播发出的业务特征类型相比较，得出结果；所述执行模块将根据判断结果，决定该UE是否需加入初始UE的切换准备过程。所述的触发模块是在自身DPI单元的基础上识别自身业务特征类型。所述的DPI单元，根据当前传输业务记录，得到用户URL，判断用户URL所属的业务特征分类。
在本方法中还包括：当一组n个UE成功切换到某个目标小区，被选择的目标小区权重下降n*w％，先前所在小区权重则上升n*w％；当一个小区网络累计权重低于某个下限阈值(也就是此时负载较大)或当前小区网络只能支持1个UE但不能支持多个UEs完成切换，该小区不会成为UEs的可候选小区，直到该小区网络中某些UE的业务传输完毕或已切换到其他小区时，再次参与目标小区的候选中。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：一组用户设备(UEs)在相同业务特征下可同时从同一个小区网络切换到另一个相同的小区网络，具体包括以下步骤：
1)初始用户设备(UE)向当前接入路由(previousaccessrouter，PAR)发送切换请求，PAR将返回一个指令让初始UE做好切换准备，然后初始UE广播发送自己的切换准备消息和正在使用的业务特征类型；
2)同一小区内相邻UEs收到消息后若有切换意向，便识别自身当前的业务特征类型，并与初始UE使用的业务特征类型相比较，是同一类则向初始UE发送切换加入信息并做好切换准备，不同则放弃一起执行切换，若没有切换意向，直接忽略初始UE的切换信息；
3)初始UE收到相邻UEs发送的加入信息，将其归为一组，然后向PAR发送小组成员数量等切换信息；
4)PAR向周围可用小区网络的接入路由(newaccessrouter，NAR)发送切换指令，NAR确定自身网络状态后，向PAR返回目标小区权重的可选优先级；
5)初始UE经PAR切换确认后，将小组成员一起向目标小区执行切换。
2.根据权利要求1所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：在本方法中，所有UE为能够工作在不同网络中的多模移动用户设备，均包括接收切换信息和业务特征类型、发送加入切换请求、业务特征识别实体。
3.根据权利要求1所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：本方法中所述的网络状态包括信号情况、负载情况和业务QOS性能保障；所述的业务特征类型包括：会话类、流媒体类、交互类以及背景类。
4.根据权利要求1所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：本方法中所述的切换意向包括：目标小区RSRP/RSRQ比当前小区RSRP/RSRQ高；目标小区负载较轻；目标小区能对当前业务特征提供较高的QOS性能。
5.根据权利要求1所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：所述的执行切换，采用模糊层次分析法计算目标小区的权重数值，利用所述获取的网络状态参数，动态调整其参数权重，生成智能的切换策略。
6.根据权利要求1所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：本方法中所述的PAR或NAR包括：定时对自身网络状态进行监测；将监测得到的信号情况、网络负载情况、能提供的业务QOS性能指数存入指定列表，作为模糊层次分析法的输入；周期性对已有列表中的参数进行更新，其中更新周期选定为1小时。
7.根据权利要求2所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：所述业务特征识别实体包括以下模块：触发模块、判断模块、执行模块；
所述触发模块的功能主要是，根据接收的初始UE切换准备信息，触发识别自身正在使用的业务特征类型，并发送至判断模块，作为判断的依据；
所述判断模块实现将自身业务类型与初始UE广播发出的业务特征类型相比较，得出结果；
所述执行模块将根据判断结果，决定该UE是否需加入初始UE的切换准备过程。
8.根据权利要求7所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：所述的触发模块是在自身DPI单元的基础上识别自身业务特征类型。
9.根据权利要求8所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：所述的DPI单元，根据当前传输业务记录，得到用户URL，判断用户URL所属的业务特征分类。
10.根据权利要求1所述的一种5G网络中基于业务特征的多用户切换方法，其特征在于：在本方法中还包括：当一组n个UE成功切换到某个目标小区，被选择的目标小区权重下降n*w％，先前所在小区权重则上升n*w％；当一个小区网络累计权重低于某个下限阈值或当前小区网络只能支持1个UE但不能支持多个UEs完成切换，该小区不会成为UEs的可候选小区，直到该小区网络中某些UE的业务传输完毕或已切换到其他小区时，再次参与目标小区的候选中。
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