[发明专利]一种基于SDN和SDR的异构网络切换方法

说明书

本发明提出了一种基于SDN和SDR的异构网络切换方法，用于解决现有异构网络切换方法中存在的可靠性差和无线资源利用率低的技术问题，包括设定双重切换阈值；源无线网络软基站收集无线终端状态信息，并在满足预切换条件下将信息上报SDN控制器；SDN控制器监控无线网络软基站状态，联合无线终端状态信息确定最优目标无线网络软基站及预分配无线资源；源无线网络软基站更新无线终端状态信息，并设定切换时间阈值，在该阈值时间范围内，判断无线终端是否满足切换条件，将结果上报SDN控制器；SDN控制器根据上报结果决定是否下发预分配资源；最优目标无线网络软基站按需求调整网络参数；SDN控制器下发流表，实现异构网络切换。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种异构网络切换方法，具体涉及一种基于SDN和SDR的异构网络切换方法，可用于异构网络中提供可靠的网络切换。

背景技术

近几年，随着移动通信技术的快速发展，终端设备与应用种类趋于多样化，用户需求自然也呈现出多样性以及时变性，移动数据流量激增，这些需求都推动了下一代通信系统---5G的发展。为了保证大规模的无线覆盖、多样化终端接入以及高速率数据传输，各种不同制式的网络共存构成的异构网络，必然是5G通信系统的发展趋势。

然而传统的众多异构网络间，各种制式的网络架构封闭，相互间不能进行信息交互，难以实现全网的资源调度，因此在异构网络中存在无法快速确定目标切换网络，切换过程中容易出现乒乓效应等问题。同时，不断涌现出的新服务类型，对网络资源的需求也各不相同，在当前僵化的网络架构下，难以针对不同用户的不同需求提供定制化服务。

针对传统异构网络存在的问题，以下两种技术的出现恰好可以在不同层面对上述问题进行改善。一种是由美国斯坦福大学Clean Slate项目组在2008年提出的一种全新的网络架构---软件定义网络SDN，凭借其控制面与数据面相分离、集中化的网络控制、开放的可编程接口特点，可以简化现有僵化的无线网络架构，同时可以实现对全网资源的统一管理，合理的分配无线网络资源，实现全网性能优化。另一种是软件定义无线电SDR的出现，将网络设备软硬件相解耦，利用软件编程的方式来实现基于传统硬件才能实现的功能，其灵活的可编程性为未来5G网络的多样化、定制化服务提供了可能。未来网络将逐渐趋于软件定义化，现已被广泛接受。

异构网络间的切换作为影响异构网络性能的一项重要技术，一直处于发展之中。基于SDN的异构网络切换方法，虽然可以利用SDN控制器，实现全网的统一管理与全网资源调度，但由于目标切换网络结构僵化，无法为用户提供定制化服务，会造成用户再一次触发切换，造成乒乓效应，切换可靠性低。目前基于SDN和SDR的异构网络切换方法，利用SDR的灵活配置特性，可为用户提供满足需求的定制化服务，克服了仅仅基于SDN实现异构网络切换的缺陷。2017年2月作者Kun Wang，Yihui Wang，Deze Zeng和Song Guo在IEEE WirelessCommunications上发表的论文“An SDN-Based Architecture for Next-GenerationWireless Networks”中公开了一种异构网络切换方法。SDN控制器收集用户当前移动信息，预测用户的移动路径，从而确定目标网络，并发送通知指令给该目标网络；同时，SDN控制器根据用户当前状态信息提前搜索最优无线资源并下发至目标网络，触发目标网络的回复响应；根据该回复响应，目标网络向源网络发起切换请求，源网络收到请求后释放与用户的连接，完成异构网络间切换。该方法虽然利用了SDN控制器全局视角、统一控制的特点，可以提前为用户实现最优无线资源分配，同时利用SDR的灵活配置性为用户提供服务，但仍存在以下不足：(1)SDN控制器直接对用户信息进行收集、计算，而很多用户在一般条件下并不需要进行切换判决，因此浪费了SDN控制器的存储及计算资源，增大了其负担；(2)SDN控制器在完成切换前将提前搜索到的最优无线资源分配给目标网络，然而用户服务具有多样性和时变性，一旦用户更改了业务需求，那么提前下发的无线资源必然造成了资源浪费；(3)在切换时由目标网络向源网络发起切换请求，一旦用户移动发生变化造成目标网络的更改，则无法实现正确的切换，而此时该方法只能退而按照传统切换方法执行异构网络切换，可靠性得不到保障。