多介质融合无线资源管理网络协同通信方法与流程

本发明涉及ipc分类g06f电数字数据处理或h04w无线通信网络技术，属于通信技术领域，尤其是多介质融合无线资源管理网络协同通信方法。

背景技术：

无线网络技术发展迅猛，不但在网络覆盖、网络容量、传输速率、服务质量等方面都得到显著提升，而且，呈现出接入方式多样化、数据传输高速化、普遍移动性和全ip融合的发展趋势。

相关领域公开文献较少。

由海未来宽带技术股份有限公司提出的中国专利申请201711448784.4提供通信设备融合管理方法、存储介质及通信设备，所述通信设备包括c-hpav2.0、hinoc2.0等，所述方法包括：应用层分发汇聚模块通过预先关联信息将请求信息经相关的管理驱动解析后通过底层处理模块发送外部或底层分发汇聚模块通过预先关联信息将接收到的帧信息经相关的管理驱动解析后通过应用层模块汇聚呈现。该发明可以在现有网络基础上实现了新老设备的混合组网兼容管理，提高系统资源分配和网络架构的灵活性。

由北京邮电大学提出的中国专利申请201711158565.2提供了一种异构多通信链路融合网络的链路适配方法、装置、电子设备及存储介质，属于通信技术领域。通过获取主通信设备与多个从属通信设备的位置信息，然后根据主通信设备与多个从属通信设备的位置信息和预设的链路传输速率算法，计算各链路的传输速率，再根据各链路的传输速率和预设的平均链路利用率算法，计算各链路的平均链路利用率，然后根据计算出的各链路的平均链路利用率和预设的目标链路总数，确定目标链路集合，最后根据目标链路集合进行数据传输。应用本发明提供的方法，可以提高移动场景下的通信效率，降低传输时延，增强通信网络的性能。

虽然，新的更为丰富的无线接入和组网技术的不断涌现，但是，现有技术中，无线通信方法及装置仍然存在以下缺陷：

首先，现有无线通信方法忽略了网络设计的整体需求和各层功能之间的相关性，协议栈的每一层都是独立设计和工作的，只在层与层之间有静态的、与网络各层的限制和应用无关的接口。这种严格的分层设计方法缺乏灵活性，可兼容性，不能很好地适应现在网络的特点。实际的网络通信过程中，层与层之间的信息难以共享，也增加了大量难以控制的链路开销、信息冗余以及对等层间的通信开销。

其次，无线通信不同于有线通信，无线信号传输介质具有不确定性，容易受到噪声、多径衰落以及阴影效应等不可预知作用的影响，并且，无线信号传输介质自身固有的移动性也会给信道预测和信道估计带来相当大的难度，从而增加了信道的误码率。为了保证无线通信可用性，往往只按照信道性能最低的要求进行保守设计，而不是通过自适应调整以适应通信信道，于是导致协议栈无法针对有限的功率资源和频谱资源进行有效合理地利用。

最后，无线网络进一步发展和创新面临的严峻考验，其中突出的障碍在于，无线应用需求的爆发式增长和无线通信资源的紧张供给之间的矛盾日益凸显。

技术实现要素：

本发明的目的是提供多介质融合无线资源管理网络协同通信方法，可以改变链路类型，方便跨层设计，不仅实现了设备的无关性，还使得高层的应用与底层信道能有效通信。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：在满足业务需求的基础上，对于异构网络中具有不同特性的网络设备进行联合的接入控制和资源调度,接入网络的多介质融合的无线通信方法以mesh的形式实现异构网络资源利用率的最大化，meshpipe的分类设计方法主要体现在按照mac协议、路由协议、tcp协议和应用层业务的qos需求实施功率控制和自适应调制解调控制。

尤其是，适配不同的介质的协议规范对用户提供统一的标准的以太网接口。

尤其是，对不同的介质采用不同的传输质量评估方法，要求有效实现网络跨层无线资源管理机制,协助实现在协同中继网络跨层最优中继节点选择算法,以及支持多跳自组织网络跨层路由的设计。

尤其是，根据不同的链路类型设计二层pipe和三层pipe，对于以太网和ethos链路类型设置二层pipe，对于iptunnel设置三层pipe。

尤其是，设计有线pipe和无线pipe，即对光纤和被复线设备设置有线pipe，对散射、电台和卫星设备设置无线pipe，实现异构多介质的无线通信。

尤其是，根据设备实际的传输速率设置宽带pipe和窄带pipe，即对光纤设备设置宽带pipe，对散射和电台设备设置窄带pipe。

尤其是，设计ippipe和iptunnel为可改变链路类型，支持灵活组网模式。

尤其是，设计结构：mesh→pipe→link；服务接口：pipe对mesh提供标准以太网接口。在配置文件g8000.xml中配置后，支持将以太网口作为一个meshpipe；box的类型是relay/mobile/gateway(双以太网口)；以太网口作为meshpipe的同时，不能同时作为其他角色；链路适配：针对不同link的传输标准进行报文格式封装及相应的控制指令传递。

本发明的优点和效果：通过从包括有线网络、无线网络、宽带网络和窄带网络等在内的多介质融合网络整体考虑，优化接入网络无线资源，解决多介质融合网络协同无线资源管理难点，对异构网络中具有不同特性的接入网络进行联合的接入控制和资源调度，在满足业务需求的基础上，实现异构网络资源利用率的最大化。

附图说明

图1为本发明实施例1中二层和三层pipe链路类型的设计结构示意图。

图2为本发明实施例1中有线和无线pipe异构多介质的无线通信结构示意图。

图3为本发明实施例1中宽带和窄带pipe多介质的无线通信结构示意图。

图4为本发明实施例1中三层模式下的mesh交换网关网络系统结构示意图。

图5为本发明实施例1中meshpipe的分类多介质的无线通信结构示意图。

图6为本发明实施例1中在同一广播域中基于三层组网模式的有线meshpipe的改变扩展一种链路结构示意图。

具体实施方式

本发明原理在于，为了解决上述问题，在对无线网络的发展与演进进行有序深入分析的基础上，研判下一代无线网络的特点，并对面临的问题及研究现状进行了分析、整理和归纳后，从理论创新角度提出整体解决方案，其主要发明思路不但对现有技术有所突破而且，对相关领域发展将具有启发引领价值。作为解决上述矛盾的主要手段，在优化无线资源管理模式同时，结合改进网络资源灵活调度策略，有效提升现有通信系统的资源利用效率，拓展可利用资源空间，提高无线通信系统的整体性能，实现多介质融合的无线通信。

本发明在实际应用中，协议栈通常分为三个主要部分：媒体，传输和应用。一个特定的操作系统或平台往往有两个定义良好的软件接口：一个在媒体层与传输层之间，另一个在传输层和应用程序之间。

本发明中，在满足业务需求的基础上，对于异构网络中具有不同特性的网络设备进行联合的接入控制和资源调度,接入网络的多介质融合的无线通信方法以mesh的形式实现异构网络资源利用率的最大化，meshpipe的分类设计方法主要体现在按照mac协议、路由协议、tcp协议和应用层业务的qos需求实施功率控制和自适应调制解调控制。具体包括：

a、适配不同的介质的协议规范对用户提供统一的标准的以太网接口。使网络各层协议之间的互相协调配合,提高无线网络的整体性能和效率。

b、对不同的介质采用不同的传输质量评估方法。有效的实现了网络跨层无线资源管理机制,协助实现在协同中继网络跨层最优中继节点选择算法,多跳自组织网络跨层路由的设计。

c、根据不同的链路类型的需要设计了二层pipe和三层pipe，如附图1所示，对于以太网和ethos链路类型设置二层pipe，对于iptunnel设置三层pipe。

d、为实现异构多介质的无线通信需求设计了有线pipe和无线pipe，如附图2所示。

e、根据实际的传输速率分为宽带pipe和窄带pipe，如附图3所示。

f、用户不同的设备选择，不同的业务类型使无线多址接入面临不同的动态链路特性，设计的ippipe和iptunnel可改变链路类型的，提供更灵活的组网模式。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：技术方案包括：

1)支持wirelesspipe和ethernetpipe有m110-142b/m110-502b；ippipe和ip_tunnelpipe有h7800-25d/p7800-25c；

2)设计结构：mesh→pipe→link；

3)服务接口：pipe对mesh提供标准以太网接口。在配置文件g8000.xml中配置后，支持将以太网口作为一个meshpipe。box的类型可以是relay/mobile/gateway(双以太网口)。以太网口作为meshpipe的同时，不能同时作为其他角色，如接入用户等。例如三层模式下的mesh交换网关，其网络系统结构，如附图4所示,设备通过标准以太网接口接入到meshpipe中，meshpipe提供标准适配接口功能支持接入外网中。

4)链路适配：针对不同link的传输标准进行报文格式封装及相应的控制指令传递。

5)多介质融合系统的独立单元，不同的meshpipe都会提供统一的以太网接口，如附图5所示。

本发明实施例中：

协议栈(protocolstack)，又称协议堆叠，是计算机网络协议套件的一个具体的软件实现。协议套件中的一个协议通常是只为一个目的而设计的，这样可以使得设计更容易。因为每个协议模块通常都要和上下两个其他协议模块通信，它们通常可以想象成是协议栈中的层。最低级的协议总是描述与硬件的物理交互。每个高级的层次增加更多的特性。用户应用程序只是处理最上层的协议。

无线pipe(wirelesspipe)——phytype＝“atheros”，指基于wlan_mwds的无线mesh_pipe；

普通有线pipe(ethernetpipe)——phytype＝“ethernet”，指在同一广播域中基于二层的有线mesh_pipe；

ip_tunnelpipe——phytype＝“ip_tunnel”，用于建立跨局域网的三层mesh网络。按工作方式不同分两种模式：主动，非主动；

ippipe——phytype＝“ip”，指在同一广播域中基于三层的有线mesh_pipe的改变具备扩展其他类型链路的能力，图6在meshpipe的应用下可以实现多介质融合，给业务单元提供统一的网络接口，所以业务单元才有了跨介质的能力，业务单元只需标准以太口接入即可；例如：通信单元可以通过mac层直接接入多介质融合的无线通信系统。也可以由ip_tunnelpipe通过ip接入多介质融合的无线通信系统，无论那种接入，经过多介质融合的无线通信系统后都提供统一标准以太网接口。