專利名稱：一種移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到其中的認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)，接入網(wǎng)技術(shù)，Ad-hoc技術(shù)及Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，泛在網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)蓬勃發(fā)展，伴隨智慧地球、智慧城市的概念的提出，以及世界范圍內(nèi)正在推進(jìn)的智能城市建設(shè)，更是將整個(gè)社會(huì)生活對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求推到了極致，社會(huì)生活的各行業(yè)對(duì)信息與通訊技術(shù)行業(yè)翹首以待，紛紛冀望能借助信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)諸如交通、旅游、政府辦公等各種凌駕于全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的溝通。寬帶無(wú)線通信技術(shù)不斷推陳出新，但對(duì)于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)說(shuō)，瓶頸永遠(yuǎn)是頻譜資源。通信行業(yè)近些年來(lái)一直 被有限的頻譜資源與日益增長(zhǎng)的服務(wù)需求之間的矛盾所困擾，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想所造成的網(wǎng)絡(luò)接入、融合需求與當(dāng)前孤島式的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的矛盾，必須由對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想的革新來(lái)解決。只有徹底改變當(dāng)前固定頻譜分配政策，部分甚至全部采用動(dòng)態(tài)頻譜分配策略，使多種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)頻譜共享，才能徹底改變頻譜資源“匱乏”的問(wèn)題。另一方面，多域多網(wǎng)絡(luò)共存問(wèn)題，將在日后漸漸凸顯，這無(wú)疑會(huì)給無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和建設(shè)帶來(lái)極大困難。覆蓋區(qū)域重疊、通信協(xié)議不一致、缺乏統(tǒng)一的服務(wù)管控網(wǎng)絡(luò)格局，不僅沒(méi)有使得泛在、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)突顯其優(yōu)勢(shì)，反而使得用戶面臨更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。我們認(rèn)為，未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)的前景是一個(gè)泛在、異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)模式，多接入方式并存，多節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，支持不同程度的無(wú)縫移動(dòng)特性，同時(shí)它又是一個(gè)智能化的無(wú)線通信系統(tǒng)，能夠隨時(shí)感知外界環(huán)境，并根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況自配置以響應(yīng)和動(dòng)態(tài)自適應(yīng)環(huán)境和操作的改變。目前異構(gòu)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)作為多種網(wǎng)絡(luò)融合的重要途徑，正努力逐步完善與多種無(wú)線傳輸技術(shù)的融合，旨在為用戶提供更加便利和可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。然而各種Mesh子網(wǎng)擁有不同的媒體接入控制層以及物理層，而且不同的傳輸技術(shù)其物理層表現(xiàn)出獨(dú)特的特性，因此如何獲知這些差異信息將極大的影響網(wǎng)絡(luò)融合的效果。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)作為獲取無(wú)線傳輸物理層信息的重要手段，能夠自動(dòng)檢測(cè)無(wú)線電環(huán)境，重新配置網(wǎng)絡(luò)資源、調(diào)整工作模式及傳輸參數(shù)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶的頻譜共享，不僅使得頻譜利用方式的轉(zhuǎn)變以及頻譜使用效率的提升，而且對(duì)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來(lái)了潛在的巨大變革。認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)以其極具智能特色、無(wú)縫融合異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、通過(guò)聯(lián)合資源管理以最大化網(wǎng)絡(luò)整體性能等優(yōu)勢(shì)迅速成為國(guó)內(nèi)外各大標(biāo)準(zhǔn)化組織、研究機(jī)構(gòu)和大量學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。采用認(rèn)知無(wú)線電的認(rèn)知能力，理論上可以使有限的頻譜資源支撐與日俱增的無(wú)線接入服務(wù)成為可能。認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)不僅是一種處理當(dāng)前頻譜分配不科學(xué)和頻譜使用不平衡的實(shí)質(zhì)性解決方案，而且也有助于推動(dòng)不同無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的融合或互操作，為構(gòu)筑未來(lái)無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和具備感知自適應(yīng)特性的自組織網(wǎng)絡(luò)提供了基本保障。將認(rèn)知技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)而形成的具有認(rèn)知特性的CogMesh節(jié)點(diǎn)能夠更好的發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以解決當(dāng)前無(wú)線通信過(guò)程中出現(xiàn)的頻譜緊張以及負(fù)載不均等問(wèn)題。此外，通過(guò)輔以具有認(rèn)知功能的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)的問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提供高質(zhì)量通信服務(wù)的無(wú)縫通信網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種CogMesh/CogAd-hoc機(jī)會(huì)協(xié)助式泛域移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并給出該泛域異構(gòu)切換的流程。(二)技術(shù)方案一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的熱點(diǎn)小區(qū)部署CogMesh節(jié)點(diǎn)，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)部署CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)，借助具有認(rèn)知功能的CogMesh節(jié)點(diǎn)和CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)機(jī) 會(huì)式協(xié)助蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸。其中，所述CogMesh節(jié)點(diǎn)為類基站設(shè)備，通過(guò)移動(dòng)交換中心接入到IP骨干網(wǎng)中。其中，所述CogMesh節(jié)點(diǎn)之間可以建立起多跳的數(shù)據(jù)鏈路；當(dāng)IP骨干網(wǎng)產(chǎn)生擁塞或者移動(dòng)交換中心發(fā)生故障時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)發(fā)起按需路由嘗試建立一條通過(guò)Mesh多跳路徑的傳輸鏈路將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。其中，所述CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的保障性節(jié)點(diǎn)被部署于整個(gè)接入網(wǎng)的盲區(qū)以及邊緣地區(qū)以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫覆蓋。其中，所述CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)在接入網(wǎng)的盲區(qū)以及邊緣地區(qū)的用戶將啟動(dòng)Ad_hoc功能，嘗試通過(guò)其它開(kāi)啟Ad-hoc功能的節(jié)點(diǎn)或者預(yù)部署的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)的多跳路徑連接入
基站網(wǎng)絡(luò)。其中，所述CogMesh節(jié)點(diǎn)以及CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)具有認(rèn)知功能,根據(jù)感知到的周邊的頻譜空洞生成頻譜資源列表，并記錄通過(guò)其接入網(wǎng)絡(luò)的用戶的QoS需求，并將頻譜資源和QoS需求信息通過(guò)不同CogMesh節(jié)點(diǎn)間的交互進(jìn)而指導(dǎo)空閑頻譜的分配，選取互相干擾最小的頻段為用戶提供服務(wù)，通過(guò)利用空閑頻譜為用戶提供盡可能高質(zhì)量的服務(wù)。一種移動(dòng)通信方法，所述方法步驟如下SI，網(wǎng)絡(luò)初始時(shí)，每個(gè)CogMesh節(jié)點(diǎn)檢測(cè)周?chē)臒o(wú)線環(huán)境，并與與附近的蜂窩基站和鄰居CogMesh節(jié)點(diǎn)交換各自的負(fù)載情況以及感知的周邊頻譜利用情況；根據(jù)交互的信息,各CogMesh節(jié)點(diǎn)確定使用不同頻帶的代價(jià),選取合適的頻帶使用；S2，UE開(kāi)機(jī)后，優(yōu)先嘗試接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)，若無(wú)法接入或蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求，則開(kāi)啟認(rèn)知模塊；S3,UE在開(kāi)啟認(rèn)知模塊后，搜索周邊的CogMesh網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)CogMesh網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到UE的QoS要求時(shí)，UE將接入到相應(yīng)的CogMesh節(jié)點(diǎn)，CogMesh節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)此時(shí)網(wǎng)絡(luò)及信道的通信狀況選擇建立不同的上行通道鏈路；若經(jīng)過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)的通信鏈路不能滿足UE的QoS要求時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)則通知UE開(kāi)啟Ad-hoc功能；S4，UE開(kāi)啟Ad-hoc功能后，其將搜尋周?chē)瑫r(shí)開(kāi)啟該功能的UE或預(yù)先部署的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)，嘗試通過(guò)它們的多跳鏈路接入網(wǎng)絡(luò)；S5，若UE仍無(wú)法找到合適的通信渠道時(shí)，UE降低服務(wù)Qos要求，跳轉(zhuǎn)到S2重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求流程；S6，對(duì)于已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)的UE，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的情況下，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會(huì)通知UE更改QoS等級(jí)，而UE將嘗試保持當(dāng)前QoS等級(jí)按照S2之后的流程選擇其他可行鏈接路徑，在無(wú)法尋找到合適路徑接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)UE才更改自己的QoS等級(jí)重復(fù)S2之后的流程；S7，通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)或者CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)的UE需要周期性的探測(cè)周邊各種網(wǎng)絡(luò)的狀況，當(dāng)周邊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，為了保證通信質(zhì)量，UE將啟動(dòng)切換過(guò)程，切換標(biāo)準(zhǔn)依照S2之后的流程進(jìn)行選擇。其中，所述步驟S2進(jìn)一步包括S2. I若所選擇的蜂窩基站能夠滿足用戶所要求的QoS要求，將由該蜂窩網(wǎng)絡(luò)為其提供服務(wù)；S2. 2當(dāng)所選擇的蜂窩基站的信號(hào)質(zhì)量良好，但是由于用戶較多導(dǎo)致?lián)砣鵁o(wú)法滿足用戶其所要求的QoS，該蜂窩網(wǎng)絡(luò)將通知UE開(kāi)啟認(rèn)知模塊，嘗試通過(guò)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)；
S2. 3當(dāng)蜂窩基站的信號(hào)強(qiáng)度過(guò)差而無(wú)法達(dá)到UE所需的QoS要求，UE將主動(dòng)開(kāi)啟認(rèn)知模塊，感知周邊的認(rèn)知基站，嘗試通過(guò)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。其中，所述步驟S3進(jìn)一步包括S3. I當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)承載能力良好時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)則選擇通過(guò)移動(dòng)交換中心的上行鏈路將用戶接入網(wǎng)絡(luò)；S3. 2當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或發(fā)生故障時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)按需啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程，嘗試通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)鏈路尋找能夠到達(dá)目標(biāo)用戶的通道，并利用該多跳路徑進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)；S3.3當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或者發(fā)生故障，且不存在達(dá)到目標(biāo)用戶的多跳鏈路時(shí),CogMesh節(jié)點(diǎn)將通知UE開(kāi)啟CogAd-hoc功能,使其能夠通過(guò)CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。其中，所述步驟S4進(jìn)一步包括S4. I若目標(biāo)UE在同一個(gè)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)下，則直接建立多跳的通信連接，而無(wú)需再接入到IP骨干網(wǎng)絡(luò)中；S4. 2若目標(biāo)不在，則可通過(guò)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)接入CogMes h和蜂窩基站組成的骨干網(wǎng)，再實(shí)施S2之后的通信流程。。(三)有益效果此發(fā)明可有效解決傳統(tǒng)接蜂窩網(wǎng)絡(luò)中遇到的頻譜資源匱乏和普遍的頻譜利用率不高的問(wèn)題。利用CogAd-hoc網(wǎng)絡(luò)和CogMesh網(wǎng)絡(luò)對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的輔助作用實(shí)現(xiàn)整個(gè)接入?yún)^(qū)域的全覆蓋，并解決以往小區(qū)邊緣地區(qū)和覆蓋盲區(qū)的通信質(zhì)量差的問(wèn)題，同時(shí)，CogMesh網(wǎng)絡(luò)部署可綜合考慮認(rèn)知覆蓋效果和可再生能源分布等特性，有助于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的綠色低碳改造。CogMesh節(jié)點(diǎn)和CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)依靠其認(rèn)知功能進(jìn)行頻譜感知,利用空閑頻帶進(jìn)行通信，提高頻帶利用率；同時(shí)當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力過(guò)大時(shí)，CogMesh網(wǎng)絡(luò)和CogAd-hoc網(wǎng)絡(luò)對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)起到分流作用；而在某些蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)或覆蓋邊緣地帶；C0gme sh網(wǎng)絡(luò)和Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的靈活性將彌補(bǔ)此時(shí)的信號(hào)不足；提升邊緣用戶的通信質(zhì)量。


圖I是CogMesh/CogAd-hoc機(jī)會(huì)協(xié)助式泛域移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；圖2是用戶接入流程；圖3是基于CogMesh節(jié)點(diǎn)的通信鏈路的建立過(guò)程；
圖4基于CogMesh、CogAd-hoc異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)間的切換過(guò)程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供的一種CogMesh/CogAd-hoc機(jī)會(huì)協(xié)助式泛域移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),其特征在于借助于認(rèn)知無(wú)線電的無(wú)限接入能力，通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)與CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)機(jī)會(huì)式協(xié)助蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸，構(gòu)建認(rèn)知泛域移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其依托于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的熱點(diǎn)小區(qū)間部署具有認(rèn)知無(wú)線電功能的Mesh節(jié)點(diǎn)，對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋進(jìn)行補(bǔ)償以及進(jìn)行相應(yīng)的負(fù)荷分擔(dān)。其中，這些CogMesh節(jié)點(diǎn)是一種類基站設(shè)備，它和普通蜂窩基站共同通過(guò)移動(dòng)交換中心接入到IP骨干網(wǎng)中；同時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)還具有智能決策的能力，CogMesh節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)感知到的周邊的頻譜空洞生成頻譜資源列表，并記錄通過(guò)其接入網(wǎng)絡(luò)的用戶的QoS需求，并將這些信息通過(guò)不同CogMesh節(jié)點(diǎn)間的交互進(jìn)而指導(dǎo)空閑頻譜的分配，從而達(dá)到靈活高效的頻譜資源復(fù)用并且·最好的保證的用戶的需求。此外,Co gMe sh節(jié)點(diǎn)還保留了 Me sh網(wǎng)絡(luò)的特性,在互聯(lián)的Co gMe sh節(jié)點(diǎn)之間可以建立起多跳的數(shù)據(jù)鏈路。當(dāng)IP骨干網(wǎng)產(chǎn)生擁塞或者移動(dòng)交換中心發(fā)生故障時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)則發(fā)起按需路由嘗試建立一條通過(guò)Mesh多跳路徑的傳輸鏈路將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。從而緩解了核心網(wǎng)絡(luò)的傳輸壓力，并充分利用了 CogMesh節(jié)點(diǎn)的能力。由于CogMesh節(jié)點(diǎn)作為一種輔助部署的基站，無(wú)需將網(wǎng)絡(luò)覆蓋作為其部署策略的重點(diǎn)，而可以充分考慮綠能能源(如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能等)的分布，從而使得CogMesh節(jié)點(diǎn)的使用不僅有利于緩解熱點(diǎn)小區(qū)壓力，而且有利于網(wǎng)絡(luò)的綠色低碳改造。而CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的保障性節(jié)點(diǎn)被部署于整個(gè)接入網(wǎng)的盲區(qū)以及邊緣地區(qū)以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫覆蓋。由于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋較差，在接入網(wǎng)的盲區(qū)以及邊緣地區(qū)的用戶將啟動(dòng)Ad-hoc功能,嘗試通過(guò)其它開(kāi)啟Ad-hoc功能的節(jié)點(diǎn)或者預(yù)部署的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)的多跳路徑連接入基站網(wǎng)絡(luò)。此外，CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)如同CogMesh節(jié)點(diǎn)一樣具有認(rèn)知功能，可以利用空閑頻譜為用戶提高盡可能高質(zhì)量的服務(wù)；而且CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)也會(huì)與其他CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)以及CogMesh節(jié)點(diǎn)進(jìn)行感知信息的交互，并基于交互信息選取互相干擾最小的頻段為用戶提供服務(wù)。由于CogMesh節(jié)點(diǎn)和CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)是機(jī)會(huì)式的利用頻譜空洞為用戶提供服務(wù)，因此通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)或者CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)的UE需要周期性的探測(cè)周邊各種網(wǎng)絡(luò)的狀況。當(dāng)周邊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，為了保證通信質(zhì)量，UE將啟動(dòng)切換過(guò)程。本發(fā)明的工作流程如下在該泛域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，終端開(kāi)始進(jìn)行通信時(shí)，若蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)良好，信道流暢，終端將接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信；若無(wú)法檢測(cè)到蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號(hào)或此時(shí)蜂窩網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象，此時(shí)將檢測(cè)是否能接受到CogMesh信號(hào)，若信號(hào)良好且CogMesh擁塞狀況正常，則終端接入CogMesh網(wǎng)絡(luò)，由CogMe sh網(wǎng)絡(luò)輔助終端進(jìn)行通信；若此時(shí)CogMesh網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量依然達(dá)不到要求；則終端啟動(dòng)Ad-hoc功能，尋找合適的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)路徑達(dá)到目的地，完成通信傳輸。具體流程如下
I.網(wǎng)絡(luò)初始時(shí)，每個(gè)CogMesh節(jié)點(diǎn)檢測(cè)周?chē)臒o(wú)線環(huán)境，并與與附近的蜂窩基站和鄰居CogMesh節(jié)點(diǎn)交換各自的負(fù)載情況以及感知的周邊頻譜利用情況。根據(jù)交互的信息，各CogMesh節(jié)點(diǎn)確定使用不同頻帶的代價(jià)，選取合適的頻帶使用以減少相互干擾。2. UE開(kāi)機(jī)后，將選擇合適的網(wǎng)絡(luò)接入。UE將優(yōu)先嘗試接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)。2. I若所選擇的蜂窩基站能夠滿足用戶所要求的QoS要求，將由該蜂窩網(wǎng)絡(luò)為其提供服務(wù)；2. 2當(dāng)所選擇的蜂窩基站的信號(hào)質(zhì)量良好，但是由于用戶較多導(dǎo)致?lián)砣鵁o(wú)法滿足用戶其所要求的QoS，該蜂窩網(wǎng)絡(luò)將通知UE開(kāi)啟認(rèn)知模塊，嘗試通過(guò)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)；2. 3當(dāng)蜂窩基站的信號(hào)強(qiáng)度過(guò)差而無(wú)法達(dá)到UE所需的QoS要求，UE將主動(dòng)開(kāi)啟認(rèn)知模塊，感知周邊的認(rèn)知基站，嘗試通過(guò)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)；3. UE在開(kāi)啟認(rèn)知模塊后，搜索周邊的CogMesh網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)CogMesh網(wǎng)絡(luò)的 信號(hào)強(qiáng)度滿足UE的QoS要求時(shí)，UE將接入到相應(yīng)的CogMesh節(jié)點(diǎn)。該GogMesh節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)此時(shí)網(wǎng)絡(luò)及信道的通信狀況選擇建立不同的上行通道鏈路3. I當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)承載能力良好時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)則選擇通過(guò)移動(dòng)交換中心的上行鏈路將用戶接入網(wǎng)絡(luò)；3. 2當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或發(fā)生故障時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)按需啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程，嘗試通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)鏈路尋找能夠到達(dá)目標(biāo)用戶的通道，并利用該多跳路徑進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。3.3當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或者發(fā)生故障，且不存在達(dá)到目標(biāo)用戶的多跳鏈路時(shí),CogMesh節(jié)點(diǎn)將通知UE開(kāi)啟CogAd-hoc功能,使其能夠通過(guò)CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)；4. UE開(kāi)啟Ad-hoc功能后，其將搜尋周?chē)瑫r(shí)開(kāi)啟該功能的UE或預(yù)先部署的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)，嘗試通過(guò)它們的多跳鏈路接入網(wǎng)絡(luò)。4. I若目標(biāo)UE在同一個(gè)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)下，則直接建立多跳的通信連接，而無(wú)需再接入到IP骨干網(wǎng)絡(luò)中；4. 2若目標(biāo)不在，則可通過(guò)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)接入CogMesh和蜂窩基站組成的骨干網(wǎng)，再實(shí)施第2步之后的通信流程。5.經(jīng)過(guò)以上過(guò)程UE仍無(wú)法找到合適的通信渠道時(shí)，UE降低服務(wù)Qos要求，按照步驟2之后的流程重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求流程。6.對(duì)于已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)的UE，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的情況下，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會(huì)通知UE更改QoS等級(jí)，而UE將嘗試保持當(dāng)前QoS等級(jí)按照S2之后的流程選擇其他可行鏈接路徑，在無(wú)法尋找到合適路徑接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)UE才更改自己的QoS等級(jí)重復(fù)S2之后的流程。7.由于CogMesh節(jié)點(diǎn)和CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)感知周邊頻譜空洞所提供的服務(wù)是不穩(wěn)定的，因此通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)或者CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)的UE需要周期性的探測(cè)周邊各種網(wǎng)絡(luò)的狀況。當(dāng)周邊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，為了保證通信質(zhì)量，UE將啟動(dòng)切換過(guò)程，切換標(biāo)準(zhǔn)依照步驟2之后的流程進(jìn)行選擇。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的熱點(diǎn)小區(qū)部署CogMesh節(jié)點(diǎn)，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)部署CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)，借助具有認(rèn)知功能的CogMesh節(jié)點(diǎn)和CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)機(jī)會(huì)式協(xié)助蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CogMesh節(jié)點(diǎn)為類基站設(shè)備，通過(guò)移動(dòng)交換中心接入到IP骨干網(wǎng)中。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CogMesh節(jié)點(diǎn)之間可以建立起多跳的數(shù)據(jù)鏈路；當(dāng)IP骨干網(wǎng)產(chǎn)生擁塞或者移動(dòng)交換中心發(fā)生故障時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)發(fā)起按需路由嘗試建立一條通過(guò)Mesh多跳路徑的傳輸鏈路將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的保障性節(jié)點(diǎn)被部署于整個(gè)接入網(wǎng)的盲區(qū)以及邊緣地區(qū)以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫覆蓋。
5.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)在接入網(wǎng)的盲區(qū)以及邊緣地區(qū)的用戶將啟動(dòng)Ad-hoc功能,嘗試通過(guò)其它開(kāi)啟Ad-hoc功能的節(jié)點(diǎn)或者預(yù)部署的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)的多跳路徑連接入基站網(wǎng)絡(luò)。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CogMesh節(jié)點(diǎn)以及CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)具有認(rèn)知功能，根據(jù)感知到的周邊的頻譜空洞生成頻譜資源列表，并記錄通過(guò)其接入網(wǎng)絡(luò)的用戶的QoS需求，并將頻譜資源和QoS需求信息通過(guò)不同CogMesh節(jié)點(diǎn)間的交互進(jìn)而指導(dǎo)空閑頻譜的分配，選取互相干擾最小的頻段為用戶提供服務(wù)，通過(guò)利用空閑頻譜為用戶提供盡可能高質(zhì)量的服務(wù)。
7.一種移動(dòng)通信方法，其特征在于，所述方法步驟如下 SI,網(wǎng)絡(luò)初始時(shí)，每個(gè)CogMesh節(jié)點(diǎn)檢測(cè)周?chē)臒o(wú)線環(huán)境，并與與附近的蜂窩基站和鄰居CogMesh節(jié)點(diǎn)交換各自的負(fù)載情況以及感知的周邊頻譜利用情況；根據(jù)交互的信息，各CogMesh節(jié)點(diǎn)確定使用不同頻帶的代價(jià),選取合適的頻帶使用； S2，UE開(kāi)機(jī)后，優(yōu)先嘗試接入蜂窩網(wǎng)絡(luò)，若無(wú)法接入或蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求，則開(kāi)啟認(rèn)知模塊； S3,UE在開(kāi)啟認(rèn)知模塊后，搜索周邊的CogMesh網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)CogMesh網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到UE的QoS要求時(shí)，UE將接入到相應(yīng)的CogMesh節(jié)點(diǎn)，CogMesh節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)此時(shí)網(wǎng)絡(luò)及信道的通信狀況選擇建立不同的上行通道鏈路；若經(jīng)過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)的通信鏈路不能滿足UE的QoS要求時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)則通知UE開(kāi)啟Ad-hoc功能； S4，UE開(kāi)啟Ad-hoc功能后，其將搜尋周?chē)瑫r(shí)開(kāi)啟該功能的UE或預(yù)先部署的CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)，嘗試通過(guò)它們的多跳鏈路接入網(wǎng)絡(luò)； S5，若UE仍無(wú)法找到合適的通信渠道時(shí)，UE降低服務(wù)Qos要求，跳轉(zhuǎn)到S2重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入請(qǐng)求流程； S6，對(duì)于已經(jīng)接入網(wǎng)絡(luò)的UE，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的情況下，網(wǎng)絡(luò)側(cè)會(huì)通知UE更改QoS等級(jí)，而UE將嘗試保持當(dāng)前QoS等級(jí)按照S2之后的流程選擇其他可行鏈接路徑，在無(wú)法尋找到合適路徑接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)UE才更改自己的QoS等級(jí)重復(fù)S2之后的流程；S7，通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)或者CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)的UE需要周期性的探測(cè)周邊各種網(wǎng)絡(luò)的狀況，當(dāng)周邊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，為了保證通信質(zhì)量，UE將啟動(dòng)切換過(guò)程，切換標(biāo)準(zhǔn)依照S2之后的流程進(jìn)行選擇。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括S2. I若所選擇的蜂窩基站能夠滿足用戶所要求的QoS要求，將由該蜂窩網(wǎng)絡(luò)為其提供服務(wù)； S2. 2當(dāng)所選擇的蜂窩基站的信號(hào)質(zhì)量良好，但是由于用戶較多導(dǎo)致?lián)砣鵁o(wú)法滿足用戶其所要求的QoS，該蜂窩網(wǎng)絡(luò)將通知UE開(kāi)啟認(rèn)知模塊，嘗試通過(guò)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)； ·52.3當(dāng)蜂窩基站的信號(hào)強(qiáng)度過(guò)差而無(wú)法達(dá)到UE所需的QoS要求，UE將主動(dòng)開(kāi)啟認(rèn)知模塊，感知周邊的認(rèn)知基站，嘗試通過(guò)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S3進(jìn)一步包括 53.I當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)承載能力良好時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)則選擇通過(guò)移動(dòng)交換中心的上行鏈路將用戶接入網(wǎng)絡(luò)； S3. 2當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或發(fā)生故障時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)按需啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程，嘗試通過(guò)CogMesh節(jié)點(diǎn)間的互聯(lián)鏈路尋找能夠到達(dá)目標(biāo)用戶的通道，并利用該多跳路徑進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)； 53.3當(dāng)IP骨干網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞或者發(fā)生故障，且不存在達(dá)到目標(biāo)用戶的多跳鏈路時(shí)，CogMesh節(jié)點(diǎn)將通知UE開(kāi)啟CogAd-hoc功能,使其能夠通過(guò)CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S4進(jìn)一步包括 ·54.I若目標(biāo)UE在同一個(gè)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)下，則直接建立多跳的通信連接，而無(wú)需再接入到IP骨干網(wǎng)絡(luò)中； · S4.2若目標(biāo)不在，則可通過(guò)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)接入CogMesh和蜂窩基站組成的骨干網(wǎng)，再實(shí)施S2之后的通信流程。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和方法，它為一種異構(gòu)融合的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，該架構(gòu)以蜂窩網(wǎng)絡(luò)為主體，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的熱點(diǎn)小區(qū)部署CogMesh節(jié)點(diǎn)，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)部署CogAd-hoc節(jié)點(diǎn)，借助新部署的具有認(rèn)知功能的節(jié)點(diǎn)機(jī)會(huì)式協(xié)助蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸，這種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及方法解決了蜂窩網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線頻譜資源緊張和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載分布不均等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04W16/10GK102711118SQ201210212678
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者宋梅, 張勇, 李治, 滕穎蕾, 滿毅, 都晨輝, 陶雄強(qiáng), 馬躍, 魏翼飛 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)