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1、(10)申请公布号 CN 104010370 A (43)申请公布日 2014.08.27 CN 104010370 A (21)申请号 201410175704.2 (22)申请日 2014.04.28 H04W 72/04(2009.01) H04W 80/00(2009.01) (71)申请人 北京邮电大学 地址 100876 北京市海淀区西土城路 10 号 (72)发明人 崔琪楣 陶小峰 史玉龙 谷宇 元天鹏 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 李迪 (54) 发明名称 异构系统融合控制方法及装置 (57) 摘要 本发明公开了一种异构系统融合控制方。
2、法及 装置， 通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线 局域网络 WLAN 的介质访问控制 MAC 层的第一数 据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控 制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层的第二数据 流， 将第一数据流和第二数据流融合为数据流， 将 融合后的数据流传输至网络层。将来自网络层的 数据流解复用为WLAN的MAC层对应的第三数据流 和蜂窝网的MAC层对应的第四数据流， 通过LLC向 WLAN 的 MAC 层传输第三数据流， 通过 PDCP 和 RLC 向蜂窝网的 MAC 层传输第四数据流。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 4 。
3、页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书9页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104010370 A CN 104010370 A 1/1 页 2 1. 一种异构系统融合控制装置， 其特征在于， 包括 ： 上行数据复用模块， 用于通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN 的 介质访问控制 MAC 层的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层的第二数据流， 将所述第一数据流和所述第二数据流融合为数据 流， 将所述融合后的数据流传输至网络层。 2. 根据权利要求 1 。
4、所述的装置， 其特征在于， 还包括 ： 下行数据解复用模块， 用于将来自网络层的数据流解复用为所述WLAN的MAC层对应的 第三数据流和所述蜂窝网的 MAC 层对应的第四数据流， 通过所述 LLC 向所述 WLAN 的 MAC 层 传输所述第三数据流， 通过所述 PDCP 和 RLC 向所述蜂窝网的 MAC 层传输所述第四数据流。 3. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 还包括 ： 跨系统资源映射模块， 用于将所述 WLAN 的 MAC 层与所述蜂窝网的 MAC 层资源映射为虚 拟化资源。 4. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 还包括 ： 联合无线接入控制模块， 用于。
5、用户设备在 WLAN 和蜂窝网双重覆盖， 用户设备请求建立 新的无线承载时， 将所述用户设备接入 WLAN 和 / 或蜂窝网。 5. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于， 还包括 ： 联合资源分配模块， 用于根据所述用户设备需求， 向所述用户设备分配虚拟化资源。 6. 根据权利要求 2 所述的装置， 其特征在于， 还包括 ： 用户面， 所述上行数据复用模块 及所述下行数据解复用模块位于所述用户面。 7. 根据权利要求 2 所述的装置， 其特征在于， 还包括 ： 控制面， 用于对 WLAN 及蜂窝网进 行联合资源调度与接入控制。 8. 根据权利要求 1 至 7 中任一项所述的异构系统融合。
6、控制装置， 所述异构系统融合控 制装置位于网络层与 MAC 层之间。 9. 一种异构系统融合控制方法， 其特征在于， 包括 ： 通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN 的介质访问控制 MAC 层的第 一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层 的第二数据流， 将所述第一数据流和所述第二数据流融合为数据流， 将所述融合后的数据 流传输至网络层。 10. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于， 还包括 ： 将来自网络层的数据流解复用为所述 WLAN 的 MAC 层对应的第三数据流和所述蜂窝网 的 MAC 层对应的。
7、第四数据流， 通过所述 LLC 向所述 WLAN 的 MAC 层传输所述第三数据流， 通 过所述 PDCP 和 RLC 向所述蜂窝网的 MAC 层传输所述第四数据流。 权 利 要 求 书 CN 104010370 A 2 1/9 页 3 异构系统融合控制方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及通信领域， 尤其涉及一种异构系统融合控制方法及装置。 背景技术 0002 随着无线通信的发展， 全球的蜂窝网得到了迅猛发展， 3G 网络已经部署成型， 4G 也在迅速推广。蜂窝网大规模推广与建设， 蜂窝网与无线局域网 ( 如 WLAN) 长期存在并将 继续发展， 蜂窝网与无线局域网融合是通信的发展方向。。
8、 0003 因此， 如何实现蜂窝网与无线局域网融合， 是当前需要解决的技术问题。 发明内容 0004 本发明实施例提供一种异构系统融合控制方法及装置， 能够实现蜂窝网与无线局 域网融合。 0005 本发明实施例采用如下技术方案 ： 0006 一种异构系统融合控制装置， 包括 ： 0007 上行数据复用模块， 用于通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN 的介质访问控制 MAC 层的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层的第二数据流， 将所述第一数据流和所述第二数据流融合为 数据流， 将所述融合后的数据流传输至网。
9、络层。 0008 可选的， 还包括 ： 0009 下行数据解复用模块， 用于将来自网络层的数据流解复用为所述WLAN的MAC层对 应的第三数据流和所述蜂窝网的 MAC 层对应的第四数据流， 通过所述 LLC 向所述 WLAN 的 MAC 层传输所述第三数据流， 通过所述 PDCP 和 RLC 向所述蜂窝网的 MAC 层传输所述第四数 据流。 0010 可选的， 还包括 ： 0011 跨系统资源映射模块， 用于将所述 WLAN 的 MAC 层与所述蜂窝网的 MAC 层资源映射 为虚拟化资源。 0012 可选的， 还包括 ： 0013 联合无线接入控制模块， 用于用户设备在 WLAN 和蜂窝网双重。
10、覆盖， 用户设备请求 建立新的无线承载时， 将所述用户设备接入 WLAN 和 / 或蜂窝网。 0014 可选的， 还包括 ： 0015 联合资源分配模块， 用于根据所述用户设备需求， 向所述用户设备分配虚拟化资 源。 0016 可选的， 还包括 ： 用户面， 所述上行数据复用模块及所述下行数据解复用模块位于 所述用户面。 0017 可选的， 还包括 ： 控制面， 用于对 WLAN 及蜂窝网进行联合资源调度与接入控制。 0018 一种异构系统融合系统， 包括上述的异构系统融合控制装置， 所述异构系统融合 说 明 书 CN 104010370 A 3 2/9 页 4 控制装置位于所述异构系统融合系。
11、统的网络层与 MAC 层之间。 0019 一种异构系统融合控制方法， 包括 ： 0020 通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN 的介质访问控制 MAC 层 的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层的第二数据流， 将所述第一数据流和所述第二数据流融合为数据流， 将所述融合后的 数据流传输至网络层。 0021 可选的， 还包括 ： 0022 将来自网络层的数据流解复用为所述 WLAN 的 MAC 层对应的第三数据流和所述蜂 窝网的MAC层对应的第四数据流， 通过所述LLC向所述WLAN的MAC层传输所述第三数据。
12、流， 通过所述 PDCP 和 RLC 向所述蜂窝网的 MAC 层传输所述第四数据流。 0023 基于上述技术方案， 本发明实施例通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自 无线局域 网络 WLAN 的介质访问控制 MAC 层的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路 控制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层的第二数据流， 将第一数据流和第二数据流融合为 数据流， 将融合后的数据流传输至网络层， 从而实现蜂窝网与无线局域网融合。 附图说明 0024 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地。
13、， 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根 据这些附图获得其他的附图。 0025 图 1 为本发明实施例提供的一种异构系统融合控制装置的结构示意图 ； 0026 图 2 为本发明实施例提供的一种异构系统融合控制装置结构框架示意图 ； 0027 图 3 为本发明实施例提供的一种蜂窝网与 WLAN 系统融合的 RAT 资源映射示意图 ； 0028 图 4 为本发明实施例提供的一种 LTE 与 WLAN 系统融合的新型协议栈示意图 ； 0029 图 5 为本发明实施例提供的一种蜂窝网与 WLAN 系统融合的上行链路流程图 ； 0。
14、030 图 6 为本发明实施例提供的一种蜂窝网与 WLAN 系统融合的下行链路流程图 ； 0031 图 7 为本发明实施例提供的一种 WCDMA 与 WLAN 系统融合的新型协议栈示意图 ； 0032 图 8 为本发明实施例提供的一种 LTE、 WLAN 与 WCDMA 系统融合的协议栈示意图。 具体实施方式 0033 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明 一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得。
15、的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0034 实施例 1 0035 如图 1 所示， 本实施例提供一种异构系统融合控制装置， 包括 ： 0036 上行数据复用模块 11， 用于通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN的介质访问控制MAC层的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议PDCP和无线链路控制子 层 RLC 接收来自蜂窝网的 MAC 层的第二数据流， 将所述第一数据流和所述第二数据流融合 说 明 书 CN 104010370 A 4 3/9 页 5 为数据流， 将融合后的数据流传输至网络层。 0037 可选的， 如图 1 所示， 还包括 ： 0038 下行数据解。
16、复用模块12， 用于将来自网络层的数据流解复用为所述WLAN的MAC层 对应的第三数据流和所述蜂窝网的 MAC 层对应的第四数据流， 通过所述 LLC 向所述 WLAN 的 MAC 层传输所述第三数据流， 通过所述 PDCP 和 RLC 向所述蜂窝网的 MAC 层传输所述第四数 据流。 0039 可选的， 如图 1 所示， 还包括 ： 0040 跨系统资源映射模块13， 用于将所述WLAN的MAC层与所述蜂窝网的MAC层资源映 射为虚拟化资源。 0041 可选的， 如图 1 所示， 还包括 ： 0042 联合无线接入控制模块 14， 用于用户设备在 WLAN 和蜂窝网双重覆盖， 用户设备请 求。
17、建立新的无线承载时， 将所述用户设备接入 WLAN 和 / 或蜂窝网。 0043 可选的， 如图 1 所示， 还包括 ： 0044 联合资源分配模块 15， 用于根据所述用户设备需求， 向所述用户设备分配虚拟化 资源。 0045 可选的， 还包括 ： 用户面， 所述上行数据复用模块及所述下行数据解复用模块位于 所述用户面。 0046 可选的， 还包括 ： 控制面， 用于对 WLAN 及蜂窝网进行联合资源调度与接入控制。 0047 本实施例还提供一种异构系统融合系统， 包括上述的异构系统融合控制装置， 所 述异构系统融合控制装置位于所述异构系统融合系统的网络层与 MAC 层之间。 0048 本实。
18、施例通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN 的介质访问控 制 MAC 层的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控制子层 RLC 接收来自蜂 窝网的 MAC 层的第二数据流， 将第一数据流和第二数据流融合为数据流， 将融合后的数据 流传输至网络层， 从而实现蜂窝网与无线局域网融合。 0049 实施例 2 0050 本实施例提供一种异构系统融合控制方法， 包括 ： 0051 通过逻辑链路控制子层 LLC 接收来自无线局域网络 WLAN 的介质访问控制 MAC 层 的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议 PDCP 和无线链路控制子层 RLC 接收来自蜂窝网的 。
19、MAC 层的第二数据流， 将所述第一数据流和所述第二数据流融合为数据流， 将融合后的数据 流传输至网络层。 0052 可选的， 还包括 ： 0053 将来自网络层的数据流解复用为所述 WLAN 的 MAC 层对应的第三数据流和所述蜂 窝网的MAC层对应的第四数据流， 通过所述LLC向所述WLAN的MAC层传输所述第三数据流， 通过所述 PDCP 和 RLC 向所述蜂窝网的 MAC 层传输所述第四数据流。 0054 本实施例的方法， 通过逻辑链路控制子层LLC接收来自无线局域网络WLAN的介质 访问控制MAC层的第一数据流， 通过分组数据汇聚协议PDCP 和无线链路控制子层RLC接收 来自蜂窝网。
20、的 MAC 层的第二数据流， 将第一数据流和第二数据流融合为数据流， 将融合后 的数据流传输至网络层， 从而实现蜂窝网与无线局域网融合。 0055 实施例 3 说 明 书 CN 104010370 A 5 4/9 页 6 0056 本发明实施例采用一种蜂窝系统和 WLAN 的融合方案。该方案通过一种新型的协 议栈构架使基站不仅具有蜂窝网和WLAN的无线接入网络(RAN)的功能， 而且还可以进行联 合资源分配。与传统的通信协议构架相比， 该方案提出的新型协议栈， 在网络层和 MAC 层之 间添加了异构系统融合控制装置， 对这两个 RAT 进行联合管理。本发明实施例提出的蜂窝 系统和 WLAN 系。
21、统融合方案可以在未来的移动通信和融合网络中提供给用户联合资源优化 和定制式服务。 0057 由于蜂窝网与 WLAN 系统是工作在不同的协议栈上的， 本发明实施例应用一个融 合的协议栈。融合基站 (CBS， Converged BS) 工作在该新型的协议栈下能对这两个 RAT 进 行联合管理和工作。 0058 本协议栈融合是在网络层之下， MAC 层之上添加异构系统融合控制装置， 如图 2 所 示。 0059 异构系统融合控制装置功能为 ： 实现不同 RAT 之间的上行数据复用、 下行数据解 复用， 以及不同 RAN 系统间资源的联合调度与控制的功能， 支持更多 RAT 融合扩展。在这一 层， 。
22、来自 WLAN 的 MAC 层的数据流经过逻辑链路控制子层 (LLC) 和来自蜂窝网的 MAC 层的数 据流经过分组数据汇聚协议 (PDCP) 和无线链路控制子层 (RLC)， 这两条链路在 RAT 复用控 制模块最终融合为一条链路， 将融合的数据流统一送至网络层。同样， 来自网络层的 IP 包 通过 RAT 解复用， 分为两条链路， 分别通过 LLC、 PDCP/RLC 模块送至 WLAN 的 MAC 层、 蜂窝网 的 MAC 层。 0060 这样， 本发明实施例提出的融合协议基站既具有较细的资源调度粒度和更 短的 切换时延， 同时工作的复杂度较低。它由于处在网络层和 MAC 层之间， 不改。
23、变底层的协议， 这样既保持了各个 RAN 的独立性， 对现有系统具有较好的兼容性， 可以兼容现有的蜂窝网 / WLAN 多模手机终端， 同时， 也支持新的 RAT 扩展。而其中 RLC,LLC 等子层的功能相对简单， 都是分段重组 ,ARQ 等基本功能， 合并复杂度不高， 而且 RLC 子层是异构系统融合控制装置 的直接接口。因此异构系统融合控制装置包含了这些子层， 这样能使异构系统融合控制装 置能同时处理两个不同级别的数据包IP 层的数据包和 RLC 子层的数据包， 这样调度与处 理更加灵活。 0061 本发明实施例在第三层异构系统融合控制装置上实现两个不同系统的 RAT 的融 合。下面具体。
24、介绍异构系统融合控制装置。 0062 异构系统融合控制装置功能， 主要从用户面和控制面分别阐述， 如图 2 所示。 0063 用户面设计， 异构系统融合控制装置的用户面主要负责在跨系统的条件下， 将核 心网发来的 IP 包有序映射到相应的 RAT 子层上， 发送给用户。把用户通过不同 RAT 上行的 数据合并为统一 IP 流传送到核心网。主要包括下面几个功能模块 :RAT 复用 / 解复用功能 模块、 跨系统资源映射模块、 上下行缓存队列管理模块、 下层承载模块。 0064 RAT 复用 / 解复用功能模块 0065 当融合基站下的用户设备建立多个 RAT 连接时， 网络侧只需要给用户分配一个。
25、 IP 地址。来自核心网络的 IP 包， 通过在异构系统融合控制装置层区分 IP 包业务类型， 从而将 IP 包分流到不同 RAT 上发送 ； 来自于不同的 RAT 的数据流在异构系统融合控制装置层复用 为统一的数据流送至网络层。 0066 上行链路 ： 用户设备通过终端的应用层或传输层协议决定， 发送到融合基站的数 说 明 书 CN 104010370 A 6 5/9 页 7 据流由哪个 RAT 来承载， 并通过对应的蜂窝或者 WLAN 链路发送至融合基站端。异构系统融 合控制装置层把用户自己的 IP 作为源 IP 地址， 将来自两个 RAT 子层的数据包打包， 通过复 用功能， 将两个数据。
26、流变为一个 IP 流发 送出去。 0067 下行链路 ： 异构系统融合控制装置层根据用户订阅或运营商的策略配置 RAT 注册 表。RAT 注册表包括用户 IP 地址、 不同 RAT， 以及承载的业务类型等内容。比如， 一个用户 与基站建立双链接， 基站可以给用户一个 IP(10.168.1.1)， 两种不同 RAT 承载不同业务， 蜂 窝网承载语音或实时业务， WLAN 承载视频或者下载等业务。注册表内容也可以根据网络状 态进行改写。 0068 特别指出， 在异构系统融合控制装置的解复用模块中， 通过 IP 包解析技术， 采用 已经成熟的DPI(Deep Packet Inspection)技。
27、术， 确定每个IP包的基本业务类型， 根据业务 /RAT 映射表， 把 IP 包分配到相应的 RAT。 0069 综上， 异构系统融合控制装置的RAT复用技术， 根据RAT注册表中的业务类型将数 据包分配给相应的RAT， 两种RAT对用户是透明， 可以进行针对用户的服务定制， 保证QoE需 求。 0070 跨系统资源映射 0071 主要负责把底层的两种不同的 RAT 资源， 映射到一个逻辑上的 “虚拟资源” ， 供融 合基站进行资源调度。本发明提出一种映射方式， 如图 3 所示， 将蜂窝网与 WLAN 两种接入 方式的资源映射为统一的虚拟资源 VR1， VR2， VR3， VR4， VR5， 。
28、分别代表五种类型的资源。VR1 仅由蜂窝网资源构成， 适合分配给蜂窝网单链路用户。同样， VR5 仅含 WLAN 资源， 适合分配 给 WLAN 单链路用户。其他的虚拟资源由不同比例的蜂窝网与 WLAN 资源构成， 可以使用不 同数据量、 延时、 QoS 要求的业务， 异构系统融合控制装置可以自由分配。 0072 这样， 异构系统融合控制装置能够实现逻辑上的单一资源调度， 联合分配两种 RAT 的物理资源给用户， 用户设备的业务由哪种 RAT 或者多种 RAT 承载， 对用户来说是透明的， 实现了不同 RAT 资源的融合。 0073 上下行缓存队列管理 0074 下行时， 来自核心网络的 IP。
29、 数据流到达异构系统融合控制装置后， 需要解复用处 理， 为了保证数据不丢失， 并有序合理的进行处理， 设置下行缓存， 到达的 IP 包按照一定的 顺序等待处理， 如图 1 所示。不同的服务、 不同等级的用户设备的数据包排队的优先级有所 不同， 便于尽快处理对时延要求高的 IP 包。 0075 上行时， 来自不同 RAT 的数据需要经过异构系统融合控制装置的复用模块处理成 统一的 IP 流发送。来自 WLAN、 蜂窝网的数据需要在缓存区内等待处理， 如图 1 所示。不同 RAT 之间处理顺序可以设置相应的优先级或者采用轮训服务。 0076 上下行缓冲队列的状态可以汇报给控制面资源调度和 IP 。
30、包复用 / 解复用功能等 模块， 根据数据排队情况， 调整资源调度策略， 保证在异构系统融合控制装置 IP 复用与解 复用模块不造成丢包， 并实现资源分配的最优化。 0077 下层承载 0078 这里， 我们把蜂窝网的 PDCP/RLC 和 WLAN 的 LLC 子层， 放在异构系统融合控制装 置。除了负责原有的加密， 压缩， 打包， 分段， 重组， ARQ 等功能， 还可以为底层提供接口。 0079 控制面设计 说 明 书 CN 104010370 A 7 6/9 页 8 0080 异构系统融合控制装置的控制面主要负责对两个 RAT 的联合资源调度与接入控 制等管理功能， 解决异构融合下的跨。
31、系统的数据卸载和用户切换等问题， 为用户提供高质 量服务。主要包括下面几个功能模块 ： 联合无线接入控制、 联合资源分配、 卸载数据和移动 性管理、 无线资源控制模块 (RRC)。 0081 联合无线接入控制 0082 无线接入控制的功能是用于用户在 WLAN 和蜂窝网双重覆盖的情况下， 请求建立 新的无线承载时， 判断允许接入或者拒绝接入， 决定用户设备接入 WLAN/ 蜂窝网中的哪一 种 RAT， 或者同时接入这两种系统， 保证用户的 QoS， 如图 1 所示。 0083 无线接入控制的目标是既保证发起请求的用户能够高效最优地利用多个 RAT 的 无线资源， 又要保证正在进行的会话的 Qo。
32、S 需求。 0084 无线接入控制策略可以选择的简单的WLAN优先原则， 也可以采用两种RAT资源随 机预留部分资源的方法。 为了实现最优化的接入控制， 我们提出一种参考方案 ： 同时考虑用 户和网络状态的接入控制策略。 0085 进行决策时考虑因素 ： 1. 用户端 ： 用户的优先级、 新会话的 QoS 要求等 ； 2 网络端 ： 网络负载、 吞吐量、 链路质量、 各个 RAT 的资源使用情况、 已存在会话的 QoS 要求等。异构系 统融合控制装置相关算法， 如博弈理论， 权衡用户需求和网络状态， 进行最优决策。 0086 异构系统融合控制装置的决定通过信令通知蜂窝网 /WLAN 的无线承载。
33、， 准入用户 接入某种 RAT， 或者建立相应的会话连接。 0087 联合资源分配 0088 联合资源分配的主要功能是针对异构系统融合控制装置用户面虚拟资源映射模 块， 根据业务的 QoS 需求， 用户的订阅服务、 用户优先级和当前的信道质量、 干扰情况等， 对 虚拟化资源 (VR) 分配给用户， 以保证 QoE(Quality of Experience)， 如图 1 所示。 0089 当只有一个蜂窝网或者 WLAN 链路与用户建立链接时， 异构系统融合控制装置则 给用户分配VR1或者VR5。 当链接时蜂窝网与WLAN的双链路时， 异构系统融合控制装置进行 半静态分配。在这种情况下， 异构系。
34、统融合控制装置决定是哪个 VR 分配给用户， 根据 QoS， 用户订阅和干扰条件等， 将 VR2， VR3 或者 VR4 给配给用户。在决定了分配哪个 VR 之后， 再 分配这个 VR 资源块中各个资源所占比例， 可以采用轮循或比例公平算法分配资源， 如图 3 所示。 0090 卸载数据和移动性管理 0091 当网络端不同 RAT 负载发生变化时， 异构系统融合控制装置需要进行跨 RAT 的负 载均衡， 进行细节地、 动态地资源分配。 0092 当用户在存在融合基站的异构网络中移动时， 需要在通过异构系统融合控制装置 对用户进行小区和 RAT 的切换， 保证会话的连续性。 0093 无线资源控。
35、制模块 (RRC) 0094 RRC 除了移动性管理的功能之外， 大多数的控制功能为蜂窝网特有， 不能作为融合 的控制功能。RRC 功能包含 ： 广播、 寻呼、 RRC 连接管理、 无线承载控制、 用户测量上报控制、 QoS 管理、 传输 NAS 信令等。如图 2 所示。 0095 本发明实施例的技术方案与现有技术相比有益效果为 ： 0096 1、 原有的协作只是核心网络中网元级别的融合， 异构协作的效用发挥有限。而该 说 明 书 CN 104010370 A 8 7/9 页 9 方案可以实现更底层、 更紧的融合， 系统间的协作和跨系统优化可以更高效、 更精细。 0097 2、 将蜂窝网和 W。
36、LAN 原来两个单独运行的基站系统， 合并为一个具有多模功能的 基站， 这样基站可以由 EPC 的核心网统一管理， 便于运营商根据其注册表和用户的订阅服 务进行统一运营。 0098 3、 采用该方案后， 蜂窝网和 WLAN 的控制和数据功能全部集中在一套协议内部， 跨 系统的协作变成了系统内部的资源分配和联合控制， 能够针对服务的用户的 QoS， 提供最优 化的网络方案。同时对于异构融合中的卸载和移动性管理问题， 融合方案可以实现比传统 构架更为精细的卸载和更低时延的切换。 0099 实施例 4 0100 本实施例详细介绍 LTE 与 WLAN 系统的融合。将该蜂窝网与 WLAN 的融合方案应。
37、用 到4G无线通信技术中。 这里， 我们探讨LTE与WLAN融合的场景， 其融合基站的协议栈构架， 如图 4 所示。为使本发明的目的、 技术方案更加清楚， 下面结合具体的实施步骤对本实施案 例进一步的详细阐述。 0101 A. 上行链路融合 0102 上行异构系统融合控制需要用户和基站的配合完成， 为了增强对用户的兼容性， 尽可能少改动用户端协议， 并减少控制信令的开销， 上行时数据通过哪种 RAT 传输是由用 户决定的。 0103 上行 RAT 复用的流程， 如图 5 所示， 具体实施步骤如下 ： 0104 步骤 1 ： 用户发起新的会话要求。 0105 步骤2 ： 然后基站测进行网络状态(。
38、信道质量、 RAT负载)的测量， 根据上行资源分 配算法决定用户数据占用多少比例的 LTE， 和多少比例的 WLAN 资源进行传输， 并通过控制 信令通知用户。为了减少频繁信令引起的延时与负载， 只有必要时基站才会通知用户调整 数据包级别的分配。当然， 这些功能通过用户在网络层安装相应的软件即可实现。 0106 步骤 3 ： 用户端根据基站的通知自主决定哪些数据流经过哪种 RAT 发送。 0107 步骤 4 ： 最后， 通过两种 RAT 上行数据到达基站的异构系统融合控制装置， 使用用 户面的 RAT 复用技术， 将两种 RAT 的数据汇聚到一起通过核心网络发送出去。 0108 B. 下行链路。
39、融合 0109 下行 RAT 解复用采用基站侧精细调控的方式， 可以把下行数据分流的单位精确到 IP 包。这是由于下行数据量一般较大， 容易对网络负载产生较大影响 ； 另外， 异构系统融合 控制装置的设计使得下行数据分流十分方便。注意， 用户发起会话时在 LTE 与 WLAN 之间选 择 ( 单链接 / 双连接 ) 的数据分流是由异构系统融合控制装置控制面的无线接入控制模块 实现的。 0110 下行链路融合， 如图 6 所示， 具体实施步骤如下 ： 0111 步骤 1 ： 基站通过周期性网络状态测量 ( 信道质量、 RAT 负载 )。 0112 步骤 2 ： 基站由下行 RAT 解复用控制算法。
40、， 决定是否需要对 IP 包分流比例进行调 整， 以达到更精细的 IP 分流。 0113 步骤 3 ： 在默认情况下 , 在数据分流时， RAT 解复用模块按照 RAT 注册表进行解复 用映射 ； 或者根据用户的定制， 通过修改 RAT 选择注册表， 写入某些业务在两种 RAT 方式之 间分流的比例， RAT 解复用模块则按照把新写入的分流比例进行解复用。 说 明 书 CN 104010370 A 9 8/9 页 10 0114 步骤 4:IP 包经过异构系统融合控制装置的分流， 通过相应的 RAT 发送到用户。这 一过程对用户是透明的， 不需要用户的配合。由于用户只有一个 IP 地址， 用户。
41、端的网络层 可以顺利的将来自两个 RAT 的 IP 包统一接收。 0115 上行、 下行 RAT 复用可以由网络负载改变 ( 网络状态定期监测 ) 的事件触发， 也可 以基站周期性主动进行。属于细节的资源分配， 与异构系统融合控制装置控制面的资源粗 分配， 相结合共同实现了跨 RAT 的资源联合优化。 0116 实施例 5 0117 本实施例详细介绍 WCDMA 与 WLAN 系统融合。将该蜂窝网与 WLAN 的融合方案应用 到 3G 无线通信技术中， 如 WCDMA、 CDMA2000、 TD-CDMA 等。这里， 我们仅仅列举 WCDMA 与 WLAN 融合的场景， 而其它 3G 技术与 。
42、WCDMA 原理一样， 所以不失一般性。其融合基站的协议栈构 架， 如图 7 所示。在异构系统融合控制装置融合层， 来自 WLAN 的 MAC 层的数据流经过逻辑 链路控制子层 (LLC) 和来自 WCDMA 的 MAC 层的数据流经过分组数据汇聚协议 (PDCP) 和无 线链路控制子层(RLC)以及广播组播控制协议子层(BMC)， 这两条链路在RAT复用控制模块 最终融合为一条链路， 将融合的数据包统一送至网络层。 同样， 来自网络层的IP包通过RAT 解复用， 分为两条链路， 分别通过 LLC 模块送至 WLAN 的 MAC 层、 和通过 PDCP/RLC/BMC 模块 送至 WCDMA 。
43、的 MAC 层。具体的实施步骤和实施案例一所述基本相同， 如图 5、 6 所示。 0118 实施例 6 0119 本实施例详细介绍 LTE、 WCDMA 与 WLAN 的三者系统融合， 在 WCDMA、 CDMA2000、 TD-CDMA 等 3G 的通信系统继续存在， LTE、 WLAN、 与 3G 等异构网络长期共存的今天， RAT 融 合场景随处即是。这里， 我们讨论一种情况 ： LTE、 WCDMA 与 WLAN 三者的融合。 0120 其融合基站的协议栈， 如图 8 所示。其中， 第三层是异构系统融合控制装置。在这 一层， 我们由于有三个不同的 RAT， 所以 RAT 解复用为三条链。
44、路， 分别将数据送至 WLAN 的 MAC 层、 蜂窝网的 MAC， 和 WCDMA 的 MAC 层。 0121 同时， 跨系统资源映射中， 底层的三种不同的 RAT 资源， 要映射到一个逻辑上的 “虚拟资源” ， 供融合基站进行资源调度。可提出这样的一种方案， 将 LTE、 WLAN、 WCDMA 三种 接入方式的资源映射为统一的虚拟资源 VR1 VR12， 分别代表 12 种类型的资源。VR1 仅由 LTE 资源构成， 适合分配给 LTE 单链路用户 ； VR2 仅含 WLAN 资源， 适合分配给 WLAN 单链路用 户 ； VR3 仅含 WCDMA 资源， 适合分配给 WCDMA 单链路。
45、用户 ； VR4、 VR5 与 VR6 由 LTE 与 WLAN 两 种资源构成， 可以按不同比例分配给双链路的用户 ； VR7、 VR8 和 VR9 由 WCDMA 与 WLAN 两种 资源构成， 可以按不同比例分配给双链路的用户 ； VR10 VR16 由不同比例的三种的 RAT 资 源构成， 可以使用不同数据量、 延时、 QoS 要求的业务， 异构系统融合控制装置可以自由分配 其比例， 如图下表所示。具体的实施步骤请参阅上述实施例， 如图 5、 6 所示。 0122 说 明 书 CN 104010370 A 10 9/9 页 11 0123 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和 范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 说 明 书 CN 104010370 A 11 1/4 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 104010370 A 12 2/4 页 13 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104010370 A 13 3/4 页 14 图 4 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 104010370 A 14 4/4 页 15 图 8 说 明 书 附 图 CN 104010370 A 15 。