[发明专利]一种基于SDN的LTE与WLAN异构网络切换系统及方法

说明书

本发明请求保护一种基于SDN的LTE与WLAN异构网络切换方法，该方法在LTE和WLAN中采用SDN作为集中控制器，实现异构网络切换。具体为在WLAN中运用无线接入网关WAG，WAG将作为WLAN接入到LTE的接口，它也可以作为LTE到WLAN的通信接口，并通过隧道协议与LTE中分组数据网关PGW连接。WAG和PGW受基于SDN的控制器控制，LTE与WLAN之间的切换通过的切换决策来实现，控制器通过汇聚来自底层的用户相关信息，做出相应的切换决策规则，并将这些信息下发到PGW或是WAG，PGW或WAG依据这些信息进行数据包的转发。本发明简化了PGW的复杂度、可以实现WLAN和LTE之间的无缝切换和满足用于业务质量需求，减小系统切换带来的时延，保证系统性能。

技术领域

本发明属于涉及不同无线接入技术下的融合，数据会话保持和垂直切换控制问题，尤其涉及LTE(3GPP长期演进系统)和WLAN(无线局域网)的融合和在这种融合系统下保持UE在两种接入技术间的无缝切换的方法。

背景技术

随着移动通信技术的高速发展和用户业务需求的不断提高，特别是对视频流和音频流的不断增大，多种不同网络的共存和融合成为下一代移动通信发展的必然趋势。具体表现在：1、目前异构网络的切换方法时延大，用户从一种网络到另一种网络时，用户会话容易中断，无法保证用户QoS；2、目前用户产生的流量主要是音频流或是视频流，而这些数据的特性就是需要高的网络带宽，而传统的LTE无法支持这种需求，而被广泛部署的WLAN网络，具有网络带宽大，接入速率高，可以为移动用户提供更快的上网速度。

基于上面2点，将LTE和WLAN融合在一起，利用WLAN接入速率高，带宽大，接入速率高特性去弥补目前LTE的不足，为用户提供更好的服务。针对现有不同接入网络的融合，最大的问题就是用户在不同网络间漫游时，产生较大的时延，造成用户业务无法正常进行。因此，本文将提供一种基于SDN的异构网络切换方法，降低切换时延，保证系统性能。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种可以减少LTE和WLAN之间切换带来的时延，保证系统性能的基于SDN的LTE与WLAN异构网络切换系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种基于SDN的LTE与WLAN异构网络切换系统，LTE系统主要是由分组数据网关PGW、服务网关SGW、LTE基站eNB和移动性管理实体MME构成，PGW通过LTE中标准协议接口与SGW连接，主要完成对UE的IP地址的分配和相关路由功能；SGW分别采用S5/S8接口与PGW连接，采用S11接口与MME连接；最后每个eNB都会利用S1-MME和S1-U接口分别与MME和SGW分别直接相连接；移动用户设备UE会通过无线承载的方式与基站之间保持通信，WLAN中，主要由无线接入网关WAG和无线接入点AP组成，WAG与AP直接相连，而WAG通过与PGW之间建立的IP隧道进行数据和信令的转发，其特征在于，还包括基于SDN的控制器，所述控制器分别与支持Openflow的PGW和SGW相连接，将LTE中分组数据网关PGW的数据流控制功能分离并转至基于SDN的控制器,利用控制器的全网特性，做数据流转发控制；在分组数据网关PGW和无线接入网关WAG之间建立IP隧道，实现LTE和WLAN之间的数据或信令的交互；当LTE到WLAN切换被触发，控制器根据网络状况信息，综合信息做出切换决策，UE根据下发的切换指令实现切换，而相应的IP隧道会被建立，保证数据的迁移时的完整性；

所述UE关联eNB的过程为：UE首先通过2层连接，然后PGW通过二层信令获取UE的身份信息，如果PGW接收用户请求，并为其提供服务，则PGW将发送用户绑定更新消息UB_update给控制器，控制器收到UB_update后，建立UE信息维护表项，并发送UB_ACK给PGW，为UE分配IP，并发送路由通告消息RA，UE收到RA后，配置相关信息，实现接入上网；