[发明专利]一种基于SDN的多信道传输的5G网络及传输数据的方法

说明书

本发明涉及一种基于SDN的多信道传输的5G网络架构，包括移动设备，无线接入网络（RAN）设备，以及核心网络，移动设备侧定义有OpenFlow控制器（M‑OFC）和OpenFlow网关（M‑OFG）；无线接入网络设备（RAN）上定义有OpenFlow控制器（R‑OFC）和OpenFlow网关（R‑OFG）；核心网络上定义有OpenFlow控制器（N‑OFC）和OpenFlow网关（N‑OFG）；通过在发送侧与接收侧共享流表信息，使数据包的分离与组合相互匹配，极大地提高了5G网络的数据传输速率，该网络架构有效地缓解了网络承载的数据流量压力，提升移动网络环境下的用户体验。

技术领域

本发明属于移动通信网络技术领域，具体涉及一种基于SDN的多信道传输的5G网络及传输数据的方法。

背景技术

近年来，随着移动互联网技术的迅速发展，使用移动设备的用户急速增长，随时随地进行无线网络连接已经逐渐成为现实。然而，用户无线传输需求的持续增长以及物联网等各类通信应用的普及，对移动通信系统的业务支撑能力提出了新的挑战。

根据思科第11次年度视觉网络指数(VNI)全球移动数据流量预测(2016年至2021年)，到2021年全球手机用户数(55亿)将超过银行账户用户数(54亿)、自来水用户数(53亿)和固定电话用户数(29亿)。移动用户、智能手机和物联网连接的迅猛增长以及移动视频消费的大幅增加，预计将在未来五年内促使移动数据流量增长七倍。

但是，当前长期演进网络(LTE-A)的流量增量已经无法满足用户移动流量增长的需求，因此对新的一代移动网络(5G)的研究已经成为近年来的一个热门话题。

5G的目标是实现移动网络“传输率高”、“大容量”和“无缝切换”，其中传输速率的增加可能是实现5G最重要和紧迫的目标。5G网络有望在下行信道提供1Gbps以上的传输速率，而LTE-A只能提供150Mbps的速率，随着新的方法和技术的使用，更高的数据传输速率要求也被提出。

总的来说，以下两种方法都被认为能够实现未来5G中的高传输速率：

1)使用频率较高的通信技术如毫米波；

2)使用现有的多个无线网络信道并行传输。

第一种方法需要一个新的无线接入技术(RATs)，毫米波具有较高的频率6Ghz。一系列关于毫米波的研究已经部署在不同场景中对网络性能进行评估。实验结果表明，数据传输速率可以明显提高。直到现在，大多数研究者都认为，5G的毫米波技术将成为未来5G传输速率提升的主要解决方案。然而，毫米波的高频段导致了它最大的缺点就是穿透力差、衰减大，它的传播能力强烈地受环境干扰。这些缺陷导致了毫米波的部署应与其他一些现有的RATs相结合，即需要工作在微微蜂窝和小基站网络的拓扑结构内。在这方面，毫米波的使用可能只局限在一些大城市，而乡镇等地区需要适应未来5G需求的其他解决方案。

第二种方法的主要思想是分配流量负载到多个无线网络信道以提高数据传输速率。当前移动设备发展迅速，随之也出现很多RATs，如GPRS、CDMA、3G、LTE、LTE-A、WiMAX和WiFi等等，它们可以同时部署在同一个移动设备中，这使得多个无线接入网络(RANs)的并行传输成为可能。这种解决方案不需要改变当前的移动网络拓扑结构，因为RATs的基础设施在5G之前已经被部署。因此，与第一种方案相比，第二个方案将节省投资者大量的投入成本。而且，因为大部分部署的无线接入技术已经被证明在乡镇地区是可以运行的，第二种方法自然能够满足乡镇环境下的高数据传输速率的要求。所以，即使毫米波的应用将成为未来5G的主要趋势，研究优化利用现有的异构网络仍然十分重要。在本专利中，我们专注于未来5G网络传输速率的提升，并使用上述提到的第二种方案进行相应的研究和分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于SDN的多信道传输的5G网络及传输数据的方法。