蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法与设备的制作方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法与设备。其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络；蜂窝网接入设备获取相邻无线局域网的负载信息，根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态；根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换或路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。与现有技术相比，本发明提出一种对蜂窝网和无线局域网的异构网络下实现负载均衡的自优化方法，目的在于克服蜂窝网与相邻无线局域网的负载失衡，不需要维护人员的人工参与，具有较佳的用户体验，基于蜂窝网来控制和管理无线局域网，实现了异构网络的负载平衡的自优化。
【专利说明】蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法与设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】,尤其涉及一种用于实现蜂窝网(Cellular Network,CN)和无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)的异构网络下负载均衡的技术。
【背景技术】
[0002]无线局域网，由于较广的可用频谱及其广泛的部署，已成为运营商网络进行负载分流的有效方法。3GPP (The 3rd GenerationPartnership Pro ject,第三代合作伙伴项目)已标准化无线局域网和蜂窝网在核心网层面的集成。然而，在空口层面，蜂窝网和无线局域网仍然独立工作。并且，总是由用户设备基于自身的决定来发起蜂窝网和无线局域网间的切换或路由。
[0003]由于时间的推移和用户设备的移动，不同的无线局域网往往具有不同的负载状态。然而，由于蜂窝网和无线局域网在空口层面的独立性，在负载均衡方面存在很多劣势。典型地:
[0004]I)无线局域网的利用率过低。由于是用户设备自身发起切换或路由，当蜂窝网流量超载时，蜂窝网不能有效卸载数据流量。
[0005]2) 一些无线局域网处在重负载状态而另一些则处在轻负载状态。然而，蜂窝网并不知晓该情况，从而不能识别哪一个无线局域网适合卸载蜂窝网数据流量。
[0006]目前没有有效的方法来解决上述问题。一种简单的方法是依靠运营商的OAM(Operation Administration and Maintenance,运营管理维护)系统,基于蜂窝网和无线局域网的负载状态，来进行管理和控制。然而，该种方法需要集中规划，且需要人工干涉和监管。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的的方法与设备。
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法，其中，该方法包括以下步骤:
[0009]a蜂窝网接入设备获取相邻无线局域网的负载信息，其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络；
[0010]b根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态；
[0011]c根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。
[0012]根据本发明的另一方面，还提供了一种用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的蜂窝网接入设备，该设备包括:
[0013]获取装置，用于获取相邻无线局域网的负载信息，其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络；[0014]确定装置，用于根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态；
[0015]调整装置，用于根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。
[0016]与现有技术相比，本发明提出一种蜂窝网和无线局域网的异构网络下实现负载均衡的自优化方法，目的在于克服蜂窝网与相邻无线局域网的负载失衡，不需要维护人员的人工参与，具有较佳的用户体验，基于蜂窝网来控制和管理无线局域网，实现了异构网络的负载平衡的自优化，提高了异构系统的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0018]图1示出根据本发明一个方面的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法流程图；
[0019]图2示出根据本发明一个优选实施例的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的系统拓扑图；
[0020]图3示出根据本发明另一个优选实施例的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法流程图；
[0021]图4示出根据本发明又一个优选实施例的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法流程图；
[0022]图5示出根据本发明另一个方面的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的设备示意图。
[0023]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0025]图1示出根据本发明一个方面的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法流程图。
[0026]在步骤SlOl中，蜂窝网接入设备获取相邻无线局域网的负载信息，其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络。
[0027]在此,蜂窝网接入设备包括但不限于LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统中的 eNB (evolved Node B，演进型基站)、WCDMA (Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)系统中的RNC(Radio Network Controller,无线网络控制器)或GSM(GlobalSystem of Mobile communication,全球移动通讯系统)中的BSC(BaseStationController，基站控制器)，其通过0ΑΜ，或其所服务的用户设备所发送的测量报告，确定与之相邻的无线局域网。在此，如图2所示，以LTE系统为例，该蜂窝网与相邻无线局域网构成异构网络。
[0028]具体地，蜂窝网接入设备获取相邻无线局域网的负载信息的方式包括但不限于:
[0029]I)所述蜂窝网接入设备，通过第一预定接口向所述无线局域网发送负载请求；所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过所述第一预定接口发送至所述蜂窝网接入设备。
[0030]例如，当该蜂窝网接入设备为LTE系统中的eNB，该eNB通过其与相邻无线局域网间的X3接口，向该无线局域网发送关于该无线局域网的负载请求，如向该无线局域网的接入点(Access Point, AP)发送负载请求；该无线局域网根据该负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，如根据该负载请求中所请求的参数，对该参数相关的负载进行检测，获得负载信息，并通过该X3接口发送至该eNB。
[0031]2)所述蜂窝网接入设备向核心网的网元发送负载请求，其中，所述核心网与所述蜂窝网及所述无线局域网相对应；所述网元通过第二预定接口，将所述负载请求转发至所述无线局域网；所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过所述第二预定接口发送至所述网元；所述网元接收所述无线局域网的负载信息，并转发至所述蜂窝网接入设备。
[0032]例如，当该蜂窝网接入设备为LTE系统中的eNB，该eNB向MME(MobilityManagement Entity,移动管理实体)发送负载请求,如通过SI接口，向该MME发送负载请求，该MME再通过与无线局域网间的Sx接口，将该负载请求转发至该无线局域网，所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过该Sx接口发送至该MME ;该MME接收到该无线局域网的负载信息，并转发至该eNB。
[0033]又如，当该蜂窝网接入设备为WCDMA系统中的无线网络控制器或GSM系统中的基站控制器，该接入设备向SGSN发送负载请求,该SGSN(Serving GPRS Support Node, GPRS服务支持节点)再通过与无线局域网间的Sy接口，将该负载请求转发至该无线局域网，所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过该Sy接口发送至该SGSN ;该SGSN接收到该无线局域网的负载信息，并转发至该接入设备。
[0034]3)所述无线局域网所对应的历史用户设备根据与所述无线局域网的连接记录，并结合所述连接记录的时效阈值，将所述连接记录中所包括的所述无线局域网的负载信息发送至所述蜂窝网接入设备。
[0035]例如，假设一用户设备此前附着于某一无线局域网节点，则该用户设备即可被认为是该无线局域网的历史用户设备，该历史用户设备存储有与该无线局域网的连接记录，该连接记录中包括该无线局域网的负载信息。如在WLAN热点2.0规范中，允许接入点广播其负载信息对应的用户设备。随后，该历史用户设备可应该蜂窝网接入设备的负载请求将该连接记录中的负载信息发送至该接入设备，或该历史用户设备主动将该连接记录中的负载信息发送至该接入设备。
[0036]在此，该接入设备与该历史用户设备还可根据无线局域网的标识信息，来发送该无线局域网对应的负载信息。例如，当用户设备接入蜂窝网络时，向该蜂窝网络的接入设备报告其此前连接过的无线局域网，并提供该无线局域网的标识信息，该接入设备根据该标识信息，向该用户设备请求该无线局域网的负载信息，如向该用户设备发送负载请求。在此，可通过采用RRC(Radio Resource Control,无线资源控制协议)专用信令用户设备信息请求/响应消息来实现。
[0037]优选地，该历史用户设备还可结合该连接记录的时效阈值，主动或应请求地，将该连接记录中的负载信息发送至该接入设备。例如，假设该连接记录的时效阈值为30分钟，即，该连接记录仅被保存30分钟，30分钟之后则失效，则该历史用户设备仅将满足该时效阈值的连接记录中所包括的负载信息发送至该蜂窝网接入设备，即，仅将位于30分钟之内的连接记录中所包括的负载信息发送至该蜂窝网接入设备，以保证该负载信息的时效性。或更进一步地，当该历史用户设备未被请求发送该无线局域网的负载信息，或其连接记录超过该时效阈值，该历史用户设备对该连接记录或负载信息进行删除处理。
[0038]4)所述蜂窝网接入设备向多个用户设备发送与所述无线局域网相对应的负载请求；所述多个用户设备测量所述无线局域网广播的负载信息，将测量到的所述无线局域网的负载信息发送至所述蜂窝网接入设备。进一步地，该接入设备获取到该多个用户设备所发送的负载信息后，可确定该无线局域网的最终的负载信息。
[0039]在此，该蜂窝网接入设备还可向多个用户设备发送与该无线局域网相对应的负载请求，例如，该接入设备通过在该负载请求的特定字段中加入该无线局域网的标识信息，并发送至该多个用户设备；该多个用户设备根据该负载请求，从该请求的特定字段中提取出该标识信息，并基于该标识信息，测量该标识信息所对应的无线局域网的负载信息，并发送至该接入设备，或者，确定与该无线局域网的连接记录，或进而结合该连接记录的时效阈值，从该连接记录中所包括的该无线局域网的负载信息发送至该接入设备。进一步地，该连接设备获取到该多个用户设备所发送的负载信息后，可确定该无线局域网的最终的负载信肩、O
[0040]优选地，所述蜂窝网接入设备周期性地或应事件触发地获取相邻无线局域网的负载信息。在此，当该蜂窝网接入设备周期性地获取相邻无线局域网的负载信息时，该接入设备应指定其相邻无线局域网发送负载信息的周期。当该接入设备应事件触发地获取负载信息时，该接入设备发送触发条件至该相邻无线局域网，若该相邻无线局域网满足该触发条件，则报告对应的负载信息至该接入设备。
[0041]例如，以周期性获取为例，无线局域网的接入点以接入设备所指定的周期作为两次报告其负载信息的时间间隔。以应事件触发地获取为例，蜂窝网接入设备在负载请求的特定字段中，加入其想要接收负载信息的粒度(granularity)。无线局域网的接入点接收到该负载请求，以该请求中所包括的粒度，划分该无线局域网的负载信息，以使之均匀分布成各个级别，每次当该无线局域网的负载信息自一个等级变化至另一个等级，或该无线局域网的负载信息进入或退出超载状态时，该无线局域网发送更新消息至该接入设备，该更新消息中包括该无线局域网的最新负载信息。
[0042]在此，所述无线局域网的负载信息包括以下至少任一项:
[0043]-所述无线局域网的当前无线资源状态；
[0044]-所述无线局域网的当前硬件负载；
[0045]-所述无线局域网的当前回程负载；
[0046]-所述无线局域网的可接受负载。
[0047]该当前无线资源状态的从范围O到100%，表明DL(Downlink，下行链路)和UL(Uplink，上行链路)的当前负载情况。当前硬件负载以低、中、高和超载来表示，表明DL和UL的当前硬件负载。当前回程负载以低、中、高和超载来表示，表明DL和UL的当前回程负载。可接受负载表明DL和UL占总AP可接受能力的百分比(总AP能力可在eNB和AP间的X3接口建立时获知，如，通过WLAN版本a/b/g/n)。[0048]在步骤S102中，该蜂窝网接入设备根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态。具体地，在步骤S102中，该蜂窝网接入设备根据在步骤SlOl中所获取的该无线局域网的负载信息，如该无线局域网的当前无线资源状态、当前硬件负载、当前回程负载或可接受负载等，确定该无线局域网的负载状态，如该无线局域网是否处在重负载状态、或该无线局域网是否处在轻负载状态等。
[0049]在步骤S103中，该蜂窝网接入设备根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。具体地，在步骤S103中，该蜂窝网接入设备根据在步骤S102中所确定的该无线局域网的负载状态，配置该无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，如将处在重负载状态下的无线局域网的用户设备切换至处在轻负载状态下的无线局域网或该蜂窝网，或者将处在重负载状态下的无线局域网的用户设备的部分承载路由至处在轻负载状态下的无线局域网或该蜂窝网，或者减少甚至阻止向处在重负载情况下的无线局域网执行切换/路由，以实现该异构网络下的负载均衡。在此应注意的是，若该用户设备被切换或部分承载路由至该处在轻负载状态下的无线局域网，该用户设备应位于该无线局域网的覆盖范围之内。
[0050]在一个优选实施例中，该蜂窝网接入设备根据该无线局域网的负载状态，更新针对所述无线局域网的重选择/切换触发参数信息，如当该无线局域网为轻负载状态时，调低切换至其上的条件，当该无线局域网为重负载状态时，调高切换至其上的条件等，并将该更新后的参数信息发送至该无线局域网所对应的用户设备；所述用户设备根据更新后的所述重选择/切换触发参数信息，生成与所述无线局域网相对应的测量报告，并发送至所述蜂窝网接入设备；所述蜂窝网接入设备根据所述测量报告，确定目标用户设备，如确定哪些目标用户设备需要从该无线局域网切换/路由出来，或哪些目标用户设备需要切换/路由至该无线局域网，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令；所述目标用户设备根据所述切换/路由指令，与所述无线局域网进行切换/路由操作。
[0051]以LTE为例，图3示出eNB发起的切换规程。eNB发送切换指令至用户设备，以决定在LTE和无线局域网间进行切换。
[0052]l)eNB发送负载请求至无线局域网的接入点；
[0053]2)该接入点向该eNB返回负载响应，该负载响应中包括该WLAN的负载信息；
[0054]3) eNB根据该负载信息，向用户设备发送测量配置消息；
[0055]4)该用户设备根据该测量配置消息，进行参数测量，生成测量报告并向该eNB返回该测量报告；
[0056]5)该eNB基于该测量报告，做出切换或路由决定；
[0057]6)基于该切换或路由决定，该eNB向该用户设备发送切换/路由指令；
[0058]7)用户设备与无线局域网间进行接入验证及附着流程；
[0059]8)该eNB与无线局域网间进行分组数据传输。
[0060]优选地，当该无线局域网的负载状态为轻负载状态，则该蜂窝网接入设备根据用户设备所发送的测量报告，确定切换/路由至所述无线局域网的目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令；该目标用户设备根据该切换/路由指令，切换至该无线局域网，或将部分承载路由至该无线局域网。
[0061]当该无线局域网的负载状态为重负载状态，则该蜂窝网接入设备根据用户设备所发送的测量报告，确定自所述无线局域网切换/路由出的目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令；该目标用户设备根据该切换/路由指令，自该无线局域网切换出来，或将部分承载自该无线局域网路由出来。
[0062]在此，部分承载自该无线局域网路由出来即该用户设备只有一部分数据流通过该无线局域网被卸载。该被卸载的数据流可以基于优先级、QoS需求、和/或服务特性等来确定。3GPP的RAN(Radio AccessNetwork,无线接入网)通过释放附着的无线承载,发起数据流卸载。
[0063]在一实施例中，3GPP接入设备向用户设备发送路由消息，以将数据路由至该无线局域网。同时，无线承载释放消息被发送至核心网络，并通知核心网该无线承载释放的原因(如通过无线局域网卸载数据)。用户设备保持双向连接至3GPP和无线局域网。属于被释放的无线承载的数据通过无线局域网与用户设备进行通信。
[0064]如图4所不:1) eNB向用户设备发送测量配置消息；
[0065]2)用户设备向eNB发送测量报告；
[0066]3) eNB向用户设备发送RRC信令通知从WLAN卸载数据流的决定(仅有部分数据流被卸载)，并请求无线局域网连接建立；
[0067]4) eNB分别向3GPP蜂窝网和非3GPP蜂窝网发送数据卸载信息；
[0068]5)用户设备与无线局域网间、无线局域网与非3GPP蜂窝网间进行数据通信。
[0069]优选地，该蜂窝网接入设备还可以根据其发送的针对目标用户设备的切换/路由指令，通知核心网网元所述目标用户设备发生切换/路由。核心网网元根据该通知，实现蜂窝网和无线局域网间路径切换；例如对于切换，则所有数据流发生切换；对于路由，则仅部分数据流发生交换。
[0070]图5示出根据本发明另一个方面的用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的设备示意图。蜂窝网接入设备包括获取装置501、确定装置502和调整装置503。
[0071]获取装置501获取相邻无线局域网的负载信息，其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络。
[0072]在此,蜂窝网接入设备包括但不限于LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统中的 eNB (evolved Node B，演进型基站)、WCDMA (Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)系统中的RNC (Radio Network Controller,无线网络控制器)或GSM(GlobalSystem of Mobile communication,全球移动通讯系统)中的BSC(BaseStationController，基站控制器)，其通过0ΑΜ，或其所服务的用户设备所发送的测量报告，确定与之相邻的无线局域网。在此，如图2所示，以LTE系统为例，该蜂窝网与相邻无线局域网构成异构网络。
[0073]具体地，蜂窝网接入设备中的获取装置501获取相邻无线局域网的负载信息的方式包括但不限于:
[0074]I)所述蜂窝网接入设备中的获取装置501，通过第一预定接口向所述无线局域网发送负载请求；所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过所述第一预定接口发送至所述蜂窝网接入设备。
[0075]例如，当该蜂窝网接入设备为LTE系统中的eNB，该eNB中的获取装置501通过其与相邻无线局域网间的X3接口，向该无线局域网发送关于该无线局域网的负载请求，如向该无线局域网的接入点(Access Point, AP)发送负载请求；该无线局域网根据该负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，如根据该负载请求中所请求的参数，对该参数相关的负载进行检测，获得负载信息，并通过该X3接口发送至该eNB中的获取装置501。
[0076]2)所述蜂窝网接入设备中的获取装置501向核心网的网元发送负载请求，其中，所述核心网与所述蜂窝网及所述无线局域网相对应；所述网元通过第二预定接口，将所述负载请求转发至所述无线局域网；所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过所述第二预定接口发送至所述网元；所述网元接收所述无线局域网的负载信息，并转发至所述蜂窝网接入设备中的获取装置501。
[0077]例如，当该蜂窝网接入设备为LTE系统中的eNB，该eNB中的获取装置501向MME (Mobility Management Entity,移动管理实体)发送负载请求,如通过SI接口，向该MME发送负载请求，该MME再通过与无线局域网间的Sx接口，将该负载请求转发至该无线局域网，所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过该Sx接口发送至该MME ;该MME接收到该无线局域网的负载信息，并转发至该eNB中的获取装置501。
[0078]又如，当该蜂窝网接入设备为WCDMA系统中的无线网络控制器或GSM系统中的基站控制器，该接入设备中的获取装置501向SGSN发送负载请求，该SGSN (Serving GPRSSupport Node, GPRS服务支持节点)再通过与无线局域网间的Sy接口，将该负载请求转发至该无线局域网，所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并通过该Sy接口发送至该SGSN ;该SGSN接收到该无线局域网的负载信息，并转发至该接入设备中的获取装置501。
[0079]3)所述无线局域网所对应的历史用户设备根据与所述无线局域网的连接记录，并结合所述连接记录的时效阈值，将所述连接记录中所包括的所述无线局域网的负载信息发送至所述蜂窝网接入设备中的获取装置501。
[0080]例如，假设一用户设备此前附着于某一无线局域网节点，则该用户设备即可被认为是该无线局域网的历史用户设备，该历史用户设备存储有与该无线局域网的连接记录，该连接记录中包括该无线局域网的负载信息。如在WLAN热点2.0规范中，允许接入点广播其负载信息对应的用户设备。随后，该历史用户设备可应该蜂窝网接入设备的负载请求将该连接记录中的负载信息发送至该接入设备中的获取装置501，或该历史用户设备主动将该连接记录中的负载信息发送至该接入设备中的获取装置501。
[0081]在此，该接入设备中与该历史用户设备还可根据无线局域网的标识信息，来发送该无线局域网对应的负载信息。例如，当用户设备接入蜂窝网络时，向该蜂窝网络的接入设备报告其此前连接过的无线局域网，并提供该无线局域网的标识信息，该接入设备根据该标识信息，向该用户设备请求该无线局域网的负载信息，如向该用户设备发送负载请求。在此，可通过采用RRC(Radio Resource Control,无线资源控制协议)专用信令用户设备信息请求/响应消息来实现。
[0082]优选地，该历史用户设备还可结合该连接记录的时效阈值，主动或应请求地，将该连接记录中的负载信息发送至该接入设备。例如，假设该连接记录的时效阈值为30分钟，即，该连接记录仅被保存30分钟，30分钟之后则失效，则该历史用户设备仅将满足该时效阈值的连接记录中所包括的负载信息发送至该蜂窝网接入设备，即，仅将位于30分钟之内的连接记录中所包括的负载信息发送至该蜂窝网接入设备中的获取装置501，以保证该负载信息的时效性。或更进一步地，当该历史用户设备未被请求发送该无线局域网的负载信息，或其连接记录超过该时效阈值，该历史用户设备对该连接记录或负载信息进行删除处理。
[0083]4)所述蜂窝网接入设备中的获取装置501向多个用户设备发送与所述无线局域网相对应的负载请求；所述多个用户设备测量所述无线局域网的负载信息，将测量到的所述无线局域网的负载信息发送至所述蜂窝网接入设备中的获取装置501。
[0084]在此，该蜂窝网接入设备中的获取装置501还可向多个用户设备发送与该无线局域网相对应的负载请求，例如，该接入设备中的获取装置501通过在该负载请求的特定字段中加入该无线局域网的标识信息，并发送至该多个用户设备；该多个用户设备根据该负载请求，从该请求的特定字段中提取出该标识信息，并基于该标识信息，测量该标识信息所对应的无线局域网的负载信息，并发送至该接入设备，或者，确定与该无线局域网的连接记录，或进而结合该连接记录的时效阈值，从该连接记录中所包括的该无线局域网的负载信息发送至该接入设备中的获取装置501。进一步地，该连接设备中的获取装置501获取到该多个用户设备所发送的负载信息后，可确定该无线局域网的最终的负载信息。
[0085]优选地，所述蜂窝网接入设备周期性地或应事件触发地获取相邻无线局域网的负载信息。在此，当该蜂窝网接入设备周期性地获取相邻无线局域网的负载信息时，该接入设备应指定其相邻无线局域网发送负载信息的周期。当该接入设备应事件触发地获取负载信息时，该接入设备发送触发条件至该相邻无线局域网，若该相邻无线局域网满足该触发条件，则报告对应的负载信息至该接入设备。
[0086]例如，以周期性获取为例，无线局域网的接入点以接入设备所指定的周期作为两次报告其负载信息的时间间隔。以应事件触发地获取为例，蜂窝网接入设备在负载请求的特定字段中，加入其想要接收负载信息的粒度(granularity)。无线局域网的接入点接收到该负载请求，以该请求中所包括的粒度，划分该无线局域网的负载信息，以使之均匀分布成各个级别，每次当该无线局域网的负载信息自一个等级变化至另一个等级，或该无线局域网的负载信息进入或退出超载状态时，该无线局域网发送更新消息至该接入设备，该更新消息中包括该无线局域网的最新负载信息。
[0087]在此，所述无线局域网的负载信息包括以下至少任一项:
[0088]-所述无线局域网的当前无线资源状态；
[0089]-所述无线局域网的当前硬件负载；
[0090]-所述无线局域网的当前回程负载；
[0091]-所述无线局域网的可接受负载。
[0092]该当前无线资源状态的从范围O到100%，表明DL(Downlink，下行链路)和UL(Uplink，上行链路)的当前负载情况。当前硬件负载以低、中、高和超载来表示，表明DL和UL的当前硬件负载。当前回程负载以低、中、高和超载来表示，表明DL和UL的当前回程负载。可接受负载表明DL和UL占总AP可接受能力的百分比(总AP能力可在eNB和AP间的X3接口建立时获知，如，通过WLAN版本a/b/g/n)。
[0093]蜂窝网接入设备中的确定装置502根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态。具体地，蜂窝网接入设备中的确定装置502根据获取装置501所获取的该无线局域网的负载信息，如该无线局域网的当前无线资源状态、当前硬件负载、当前回程负载或可接受负载等，确定该无线局域网的负载状态，如该无线局域网是否处在重负载状态、或该无线局域网是否处在轻负载状态等。
[0094]蜂窝网接入设备中的调整装置503根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。具体地，蜂窝网接入设备中的调整装置503根据确定装置502所确定的该无线局域网的负载状态，配置该无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，如将处在重负载状态下的无线局域网的用户设备切换至处在轻负载状态下的无线局域网或该蜂窝网，或者将处在重负载状态下的无线局域网的用户设备的部分承载路由至处在轻负载状态下的无线局域网或该蜂窝网，或者减少甚至阻止向处在重负载情况下的无线局域网执行切换/路由，以实现该异构网络下的负载均衡。在此应注意的是，若该用户设备被切换或部分承载路由至该处在轻负载状态下的无线局域网，该用户设备应位于该无线局域网的覆盖范围之内。
[0095]优选地，所述调整装置503包括更新单元(未示出)和指令单元(未示出)。该更新单元根据所述负载状态，更新所述无线局域网的重选择/切换触发参数信息，并发送至所述无线局域网所对应的用户设备。指令单元根据所述用户设备所返回的测量报告，确定目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令，其中，所述测量报告基于更新后的所述重选择/切换触发参数信息生成。
[0096]在一个优选实施例中，该蜂窝网接入设备中的调整装置503所包括的更新单元根据该无线局域网的负载状态，更新针对所述无线局域网的重选择/切换触发参数信息，如当该无线局域网为轻负载状态时，调低切换至其上的条件，当该无线局域网为重负载状态时，调高切换至其上的条件等，并将该更新后的参数信息发送至该无线局域网所对应的用户设备；所述用户设备根据更新后的所述重选择/切换触发参数信息，生成与所述无线局域网相对应的测量报告，并发送至所述蜂窝网接入设备；所述蜂窝网接入设备中的调整装置503所包括的指令单元根据所述测量报告，确定目标用户设备，如确定哪些目标用户设备需要从该无线局域网切换/路由出来，或哪些目标用户设备需要切换/路由至该无线局域网，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令；所述目标用户设备根据所述切换/路由指令，与所述无线局域网进行切换/路由操作。
[0097]优选地，当该无线局域网的负载状态为轻负载状态，则该蜂窝网接入设备中的调整装置503所包括的指令单元根据用户设备所发送的测量报告，确定切换/路由至所述无线局域网的目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令；该目标用户设备根据该切换/路由指令，切换至该无线局域网，或将部分承载路由至该无线局域网。
[0098]当该无线局域网的负载状态为重负载状态，则该蜂窝网接入设备中的调整装置503所包括的指令单元根据用户设备所发送的测量报告，确定自所述无线局域网切换/路由出的目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令；该目标用户设备根据该切换/路由指令，自该无线局域网切换出来，或将部分承载自该无线局域网路由出来。
[0099]在此，部分承载自该无线局域网路由出来即该用户设备只有一部分数据流通过该无线局域网被卸载。该被卸载的数据流可以基于优先级、QoS需求、和/或服务特性等来确定。3GPP的RAN(Radio AccessNetwork,无线接入网)通过释放附着的无线承载,发起数据流卸载。[0100]在一实施例中，3GPP接入设备向用户设备发送路由消息，以将数据路由至该无线局域网。同时，无线承载释放消息被发送至核心网络，并通知核心网该无线承载释放的原因(如通过无线局域网卸载数据)。用户设备保持双向连接至3GPP和无线局域网。属于被释放的无线承载的数据通过无线局域网与用户设备进行通信。
[0101]优选地，该蜂窝网接入设备中的调整装置503还包括通知单元，该通知单元根据该蜂窝网接入设备发送的针对目标用户设备的切换/路由指令，通知核心网网元所述目标用户设备发生切换/路由。核心网网元根据该通知，实现蜂窝网和无线局域网间路径切换；例如对于切换，则所有数据流发生切换；对于路由，则仅部分数据流发生交换。
[0102]需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
[0103]另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
[0104]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此夕卜，显然“包括” 一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
【权利要求】
1.一种用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的方法，其中，该方法包括以下步骤: a蜂窝网接入设备获取相邻无线局域网的负载信息，其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络； b根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态；c根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤c包括: Cl根据所述负载状态，更新针对所述无线局域网的重选择/切换触发参数信息，并发送至所述无线局域网所对应的用户设备； c2所述用户设备根据更新后的所述重选择/切换触发参数信息，生成与所述无线局域网相对应的测量报告，并发送至所述蜂窝网接入设备； c3所述蜂窝网接入设备根 据所述测量报告，确定目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令； c4所述目标用户设备根据所述切换/路由指令，与所述无线局域网进行切换/路由操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述负载状态包括轻负载状态，其中，所述步骤c3包括: -所述蜂窝网接入设备根据所述测量报告，确定切换/路由至所述无线局域网的目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述负载状态包括重负载状态，其中，所述步骤c3包括: -所述蜂窝网接入设备根据所述测量报告，确定自所述无线局域网切换/路由出的目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述步骤a包括: -所述蜂窝网接入设备通过第一预定接口，向所述无线局域网发送负载请求； -所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并发送至所述蜂窝网接入设备。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述步骤a包括: -所述蜂窝网接入设备通过第二预定接口，向核心网的网元发送负载请求，其中，所述核心网与所述蜂窝网及所述无线局域网相对应； -所述网元将所述负载请求转发至所述无线局域网； -所述无线局域网根据所述负载请求，检测所述无线局域网的负载信息，并发送至所述网元； -所述网元接收所述无线局域网的负载信息，并转发至所述蜂窝网接入设备。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述步骤a包括: -所述无线局域网所对应的历史用户设备根据与所述无线局域网的连接记录，并结合所述连接记录的时效阈值，将所述连接记录中所包括的所述无线局域网的负载信息发送至所述蜂窝网接入设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述步骤a还包括: -所述蜂窝网接入设备向多个用户设备发送与所述无线局域网相对应的负载请求； -所述多个用户设备测量所述无线局域网的负载信息，将测量到的所述无线局域网的负载信息发送至所述蜂窝网接入设备。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述步骤a包括: -所述蜂窝网接入设备周期性地或应事件触发地获取相邻无线局域网的负载信息。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述无线局域网的负载信息包括以下至少任一项: -所述无线局域网的当前无线资源状态； -所述无线局域网的当前硬件负载； -所述无线局域网的当前回程负载； -所述无线局域网的可接受负载。
11.一种用于实现蜂窝网和无线局域网的异构网络下负载均衡的蜂窝网接入设备，该设备包括: 获取装置，用于获取相邻无线局域网的负载信息，其中，所述蜂窝网与所述无线局域网构成异构网络； 确定装置，用于根据所述无线局域网的负载信息，确定所述无线局域网的负载状态； 调整装置，用于根据所述无线局域网的负载状态，配置所述无线局域网所对应的用户设备执行切换/路由，以实现所述异构网络下的负载均衡。
12.根据权利要求11所述的蜂窝网接入设备，其中，所述调整装置包括: 更新单元，用于根据所述负载状态，更新所述无线局域网的重选择/切换触发参数信息，并发送至所述无线局域网所对应的用户设备； 指令单元，用于根据所述用户设备所返回的测量报告，确定目标用户设备，并向所述目标用户设备发送切换/路由指令，其中，所述测量报告基于更新后的所述重选择/切换触发参数信息生成。
【文档编号】H04W28/08GK103945457SQ201310020474
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2013年1月18日
【发明者】韩锋, 尼古拉·帕丹, 张凯宾, 刘铮, 孟艳, 郑武, 钱德瑞卡·沃拉尔, 林晓翔 申请人:上海贝尔股份有限公司, 阿尔卡特朗讯