[发明专利]住宅混合网关中的自适应负载均衡

说明书

技术领域

本方法和装置涉及住宅混合网关中的自适应负载均衡。

背景技术

随着因特网带宽需求的快速增长，网络运营商正在寻找具有成本效益的解决方案来满足用户的期望。升级现有的有线网络或安装昂贵的光网络以便代替现有的铜线基础设施的替代方法是继续使用现有的因特网接入线路，例如，数字用户线路(xDSL，x被替换为变形的描述符)或电缆的各种变形，以及使用无线接入在位于用户房屋的住宅网关处添加额外的网络容量，例如全球移动通信系统(GSM)标准、通用移动通信系统(UMTS)标准或移动网络接入的长期演进(LTE)标准所规定。相应地，安装在客户房屋中的网关设备将可以接入两种或多种不同的连接类型，并且将唯一地或联合地使用这些连接以便提供所需的数据带宽。这样的网关设备也被称为混合网关。

WO 201129070公开了一种用于附加到LIPA域的用户设备的切换方法和装置。该装置包括与服务网关及用于服务LIPA域的LIPA网关连着的多家庭基站或家庭演进型基站。

发明内容

在本方法和装置的描述的上下文中的混合网关是将一个或多个用户设备连接到广域网(WAN)，并且最终通过个人的这些两种或多种不同类型的数据连接中的一种或组合提供对因特网的接入。通常，数据连接中的一种数据连接包括xDSL和电缆中的一种，另一种数据连接是包括GSM、UMTS、LTE等中的一种的不同类型。可以想到其他组合和连接类型，并且该混合网关不限于有线连接和无线连接的组合。

为了正确地管理由两个或多个连接提供的带宽的使用，混合网关执行负载均衡，即在可用的数据连接上将网络业务分配给用户的设备或者从用户的设备分配网络业务。负载均衡算法可以唯一地使用一种数据连接，只要由该连接提供的带宽足以满足用户的需求，并且只有在需要较高带宽、临时或超过较长时间段的情形下才能从其他数据连接添加带宽。添加带宽可以被称作“提升”带宽。所添加的带宽可以被用于由用户设备建立的当前现有的连接或者可以被用于新建立的连接，例如，通过使用多径传输控制协议(MTCP)。

如果通过UMTS或LTE或任何其他无线网络，例如下一代移动网络的数据连接，或者更一般地被用于向移动用户提供语音和数据服务的共享媒体网络将所添加的带宽提供给混合网关，可能会出现这样的情况：混合网关消耗了大部分或甚至整个可用带宽，没有为移动用户留下或仅留下有限的服务能力。要提醒的是，混合网关可以通过多种数据连接接入因特网，而移动用户没有这样的备份选项。这可频繁地发生在人口稠密的地区，可被认为对移动用户是不公平的。此外，在用户体验不佳或遭受频繁的服务不可用的情形下，移动用户可能会订阅另一供应商的服务。

因此，希望提供一种方法和装置，该方法和装置允许网络运营商向住宅因特网使用者提供额外的网络容量，同时为移动用户提供令人满意的服务。

除非另有说明，否则在本说明书的上下文中，措辞“数据业务”被用于数据量的同义词，即所接收的或所发送的比特数或数据速率，即在预定时间间隔内所接收的或所发送的比特数。数据速率通常以每秒的比特或每秒的字节表示，并且可以与所常用的、指示数量级的前缀一起使用，例如表示千的‘千’、表示百万的‘百万’或它们的二进制对应值‘千’和‘百万’。措辞“最大数据业务”可以涉及非对称数据业务，即由网关接收的数据业务或下游数据业务的最大限制，这可不同于从网关发送的数据业务或上游数据业务的限制。除非另有说明或从上下文中显而易见，在与数据相关联时，术语“通信”被用于指示被接收或被发送的数据，或两者。

运营用于控制负载均衡的住宅网关和运营负载均衡控制器的本方法解决了上面所提到的缺陷和缺点。它基于混合网关中的后备选项的可用性以及用户之间的公平的按需分配的网络容量。本方法允许运营商为住宅网关提供额外的带宽和容量，而不会过度地影响移动使用者的服务体验，以及无需对固定的线路基础设施进行大量投资。

根据本方法使用的住宅网关具有第一有线数据连接和第二无线数据连接。至少第二数据连接连接到网络节点，该网络节点至少临时地保持与至少一个住宅网关和至少一个移动站的同时连接。第一数据连接的典型示例包括固定线路接口，例如根据DOCSIS标准(Data Over Cable Service Interface Specification)的xDSL或电缆接口。第二数据连接的典型示例包括根据LTE标准、UMTS标准或下一代移动网络的数据连接的无线接口。