專利名稱：認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)及管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)資源的管理系統(tǒng)，可用于對(duì)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的管理。

背景技術(shù)：
認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的定義是由維吉尼亞理工首先提出的，它是一種通信網(wǎng)絡(luò)，能夠感知現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過對(duì)所處環(huán)境的理解，其可以動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的整體配置，智能地適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。此外，該網(wǎng)絡(luò)還具備從變化中學(xué)習(xí)并將所學(xué)用于未來決策的能力。由于在進(jìn)行決策時(shí)，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)以端到端效能為目標(biāo)，因此除無線頻譜資源外，人們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理時(shí)還需要考慮空間、設(shè)備能力及用戶行為等一系列資源的配置。在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中，本發(fā)明希望能夠利用對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的感知結(jié)果，設(shè)計(jì)一種網(wǎng)絡(luò)資源的管理系統(tǒng)，優(yōu)化資源的配置，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的通信需求 認(rèn)知無線電系統(tǒng)是一種可以感知外界通信環(huán)境的智能通信系統(tǒng)，通過學(xué)習(xí)，其可以對(duì)自身的通信機(jī)理進(jìn)行自適應(yīng)地調(diào)整，從而完成對(duì)環(huán)境的適變。該技術(shù)在1999年8月的IEEE Personal Communications雜志上明確提出后，很長一段時(shí)間中，人們都將研究的重心集中在頻譜偵聽和授權(quán)用戶檢測(cè)、動(dòng)態(tài)頻譜分配、功率控制等無線資源的配置問題上，而對(duì)于認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理的研究還處于初期階段。
現(xiàn)有技術(shù)中，能夠?qū)Ξ悩?gòu)網(wǎng)絡(luò)中無線頻譜資源進(jìn)行管理的系統(tǒng)是由IEEE1900.4工作組提出的。參見IEEE 1900.4標(biāo)準(zhǔn)，該管理系統(tǒng)中主要包含了三個(gè)關(guān)鍵的管理實(shí)體，它們分別是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM、終端重構(gòu)管理器TRM和無線使能器RE。其中網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM負(fù)責(zé)管理RAN和終端，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)-終端”頻譜利用的分布最優(yōu)化；而負(fù)責(zé)管理終端，分布式實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)-終端”頻譜最優(yōu)化利用的是終端重構(gòu)管理器TRM；無線使能器RE則是一個(gè)邏輯實(shí)體，它負(fù)責(zé)承載網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM和終端重構(gòu)管理器TRM間所需交互的各種信息。每個(gè)復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN內(nèi)存在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，而每個(gè)終端內(nèi)存在一個(gè)終端重構(gòu)管理器TRM。首先，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM獲取無線接入網(wǎng)RAN歷史信息，同時(shí)終端重構(gòu)管理器TRM得到終端歷史信息。接著，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM和終端重構(gòu)管理器TRM通過無線使能器RE進(jìn)行歷史信息的交互，最終，完成重構(gòu)一方面，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM結(jié)合所需信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)決策的制定并得出無線資源選擇RRS策略；而另一方面，終端重構(gòu)管理器TRM通過無線使能器RE得到無線資源選擇RRS策略，在策略的限制下，結(jié)合所需信息，完成終端重構(gòu)。
上述管理系統(tǒng)存在著以下問題 首先，該系統(tǒng)是針對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，僅僅以無線頻譜資源的最優(yōu)化利用為目標(biāo)，并未考慮對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它資源的管理，也就是說其并沒有將網(wǎng)絡(luò)的端到端效能作為最終的管理目標(biāo)。其次，雖然通過該系統(tǒng)，在復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN之間可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分布式管理，但在每個(gè)復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN內(nèi)部仍然是集中式管理，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM的功能提出了很高的要求。更重要的是，在該系統(tǒng)中，對(duì)于管理實(shí)體間信息交互的實(shí)現(xiàn)，1900.4標(biāo)準(zhǔn)僅提出了一個(gè)邏輯實(shí)體——無線使能器RE，并未給出任何可行的技術(shù)支持，這也限制了該管理系統(tǒng)的具體應(yīng)用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述無線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中存在的問題，結(jié)合終端的不同工作階段，提出一種認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)及管理方法，以使用通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行各管理實(shí)體間的信息交互，完成對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的管理，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)資源的最優(yōu)化利用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，終端重構(gòu)管理器TRM，其中網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM與終端重構(gòu)管理器TRM之間設(shè)有RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM，用于分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM的網(wǎng)絡(luò)管理功能，完成對(duì)無線接入網(wǎng)RAN歷史信息和終端歷史信息的分布式處理。
所述的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)分別與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM和其它RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM進(jìn)行信息交互。
所述RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過終端所在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸信道與終端重構(gòu)管理器TRM進(jìn)行信息交互。
所述的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，將信息傳輸給終端重構(gòu)管理器TRM。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理方法，包括如下步驟 (1)新加入的終端由終端重構(gòu)管理器TRM通過偵聽初始化階段的通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，結(jié)合終端的地理位置，獲取無線接入網(wǎng)RAN的配置信息； (2)根據(jù)無線接入網(wǎng)RAN配置信息的內(nèi)容，新加入終端利用相應(yīng)的接納控制算法，選擇無線接入網(wǎng)RAN進(jìn)行注冊(cè)； (3)注冊(cè)后，處于休眠狀態(tài)的終端每隔一段時(shí)間需要檢測(cè)其與無線接入網(wǎng)RAN的連通性，對(duì)于連通并需要通信的終端，執(zhí)行步驟(4)； (4)終端重構(gòu)管理器TRM停止偵聽通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，終端進(jìn)入運(yùn)行中階段，管理系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM、RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM及終端重構(gòu)管理器TRM之間通過數(shù)據(jù)傳輸信道和通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行信息交互，其中，進(jìn)行信息交互的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM的數(shù)量隨對(duì)用戶行為的預(yù)測(cè)而變化； (5)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM之間通過信息交互，獲得相關(guān)信息后，根據(jù)運(yùn)營商的資源管理規(guī)則，分析原有資源分配策略和相關(guān)信息，評(píng)估資源的利用效率，得出適用于本無線接入網(wǎng)RAN的重構(gòu)策略和與其內(nèi)部終端有關(guān)的資源管理RM策略； (6)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將無線接入網(wǎng)RAN重構(gòu)策略傳輸給網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，由運(yùn)營商控制，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM在無線接入網(wǎng)RAN側(cè)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的重新配置； (7)運(yùn)行中終端通過其所在無線接入網(wǎng)RAN的數(shù)據(jù)傳輸信道或者廣播信道，獲得所需的資源管理RM策略信息和其它歷史信息，終端重構(gòu)管理器TRM根據(jù)獲得的信息及用戶的需求，完成終端重構(gòu)。
本發(fā)明由于在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM間和終端重構(gòu)管理器TRM間引入了RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM，在一個(gè)復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN內(nèi)部，可以完成對(duì)無線接入網(wǎng)RAN歷史信息和終端歷史信息的分布式處理，有效降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM處理能力的要求，提高了管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的分層分布式管理；同時(shí)由于本發(fā)明利用通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為管理實(shí)體之間信息交互的承載網(wǎng)絡(luò)，方便地實(shí)現(xiàn)了管理實(shí)體間的信息交互，保證了相關(guān)信息傳輸?shù)目尚行?；此外由于本發(fā)明根據(jù)對(duì)用戶行為的預(yù)測(cè)，確定需要進(jìn)行信息交互的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM的范圍，能夠綜合考慮對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的局部優(yōu)化和整體優(yōu)化，高效地實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的分層分布式管理，有效降低了對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM功能的要求，保證了相關(guān)資源信息在各管理實(shí)體間的交互，使人們對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的管理成為可能。



圖1是本發(fā)明的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)圖； 圖2是本發(fā)明的重構(gòu)管理流程圖； 圖3是本發(fā)明在運(yùn)行中階段，管理實(shí)體間信息交互的時(shí)序圖； 圖4是本發(fā)明采用的通用分組無線服務(wù)GPRS幀系統(tǒng)示意圖； 圖5是本發(fā)明采用的通用分組無線服務(wù)GPRS無線塊的形成示意圖； 圖6是本發(fā)明對(duì)覆蓋區(qū)域進(jìn)行Mesh劃分的示意圖。

具體實(shí)施例方式 參照?qǐng)D1，本發(fā)明的管理系統(tǒng)包含三層管理實(shí)體，第一層是核心網(wǎng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，第二層是接入網(wǎng)級(jí)的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM，第三層是終端級(jí)的終端重構(gòu)管理器TRM。每個(gè)復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN中包含了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，每個(gè)無線接入網(wǎng)RAN中包含了一個(gè)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM，每個(gè)終端中包含一個(gè)終端重構(gòu)管理器TRM。其中RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM對(duì)終端歷史信息和網(wǎng)絡(luò)歷史信息進(jìn)行收集和處理，得到適用于本無線接入網(wǎng)RAN的重構(gòu)策略和適用于不同終端的資源管理RM策略；網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM利用無線接入網(wǎng)RAN重構(gòu)策略進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)的重構(gòu)；終端重構(gòu)管理器TRM根據(jù)資源管理RM策略，對(duì)終端的重構(gòu)進(jìn)行管理。由于本發(fā)明通過RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM功能的分擔(dān)，因而能夠在一個(gè)復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)認(rèn)知網(wǎng)路資源的分層分布式管理，可以有效降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM處理能力的要求，提高管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
為了使系統(tǒng)運(yùn)行起來，不僅要有管理實(shí)體，還需要使信息能夠在各管理實(shí)體間進(jìn)行交互，本發(fā)明通過引入通用分組無線服務(wù)GPRS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了該信息交互過程。網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道將信息傳輸給終端重構(gòu)管理器TRM，RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM能夠通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)分別與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM和其它RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM進(jìn)行信息交互，RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM與終端重構(gòu)管理器TRM間的信息交互則是通過終端所在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸信道完成的。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的管理包括如下步驟 步驟1，新加入的終端處于初始化工作階段，通過偵聽通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，獲得相關(guān)無線接入網(wǎng)RAN配置信息。
通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息進(jìn)行承載所使用的幀結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中GPRS頭攜帶的是路由信息和校驗(yàn)信息，圖5為通用分組無線服務(wù)GPRS無線塊的形成過程，它表明了所承載數(shù)據(jù)信息的分組數(shù)據(jù)單元PDU是如何打包并最終發(fā)送的。本步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下 (1a)每個(gè)無線接入網(wǎng)RAN中都存在一個(gè)管理中心MC，例如2G、3G蜂窩網(wǎng)中的基站BS及無線局域網(wǎng)WLAN中的接入點(diǎn)AP，管理中心MC能夠?qū)Ρ揪W(wǎng)的無線接入網(wǎng)RAN歷史信息進(jìn)行感知。管理中心MC通過內(nèi)部的信息交互，將感知到的網(wǎng)絡(luò)配置信息傳輸給RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM，RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM利用表1所示的信息格式，通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸給網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM。
表1RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM所傳輸無線接入網(wǎng)RAN配置信息
從表1可見，本發(fā)明為無線接入網(wǎng)RAN配置信息分配了10字節(jié)資源，信息中主要包含了計(jì)費(fèi)、簡單的無線接入網(wǎng)RAN調(diào)制類型及無線接入網(wǎng)RAN性能等信息，預(yù)留項(xiàng)用于信息的擴(kuò)展； (1b)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM對(duì)各無線接入網(wǎng)RAN的配置信息進(jìn)行收集并整合，當(dāng)存在多個(gè)相互重疊的復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN時(shí)，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM間需要通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)交互彼此獲得的RAN配置信息，最終，由網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道廣播無線接入網(wǎng)RAN配置信息； (1c)如圖6，假定本發(fā)明能夠用全球定位系統(tǒng)GPS技術(shù)，根據(jù)具體的地理位置信息，合理地將一個(gè)覆蓋區(qū)域劃分為多個(gè)小區(qū)域，并為每個(gè)小區(qū)域設(shè)立相應(yīng)的ID。各新加入的終端無法通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，其需要周期性的偵聽通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道并根據(jù)自己的區(qū)域ID，獲取相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置信息。
步驟2，結(jié)合無線接入網(wǎng)RAN配置信息和其他所需信息，終端重構(gòu)管理器TRM按照接入原則和接納控制算法，對(duì)無線接入網(wǎng)RAN進(jìn)行選擇，完成終端在無線接入網(wǎng)RAN中的注冊(cè)。
步驟3，終端檢測(cè)是否依然與無線接入網(wǎng)RAN存在連接。
終端在無線接入網(wǎng)RAN中注冊(cè)后，一段時(shí)間內(nèi)如果處于休眠狀態(tài)，需要重新偵聽所隸屬的無線接入網(wǎng)RAN，檢測(cè)是否仍然與該網(wǎng)絡(luò)存在連接。若由于某種原因，例如運(yùn)營商關(guān)閉了網(wǎng)絡(luò)，終端失去了和原無線接入網(wǎng)RAN的連接，則需要重新進(jìn)入步驟1，否則，當(dāng)處于連接狀態(tài)的終端需要進(jìn)行通信時(shí)，進(jìn)入步驟4。
上述步驟1～3完成對(duì)用戶終端的初始化，以下參照?qǐng)D3，對(duì)終端運(yùn)行中階段，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理過程進(jìn)行描述 步驟4，RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM獲得相關(guān)的歷史信息，得出無線接入網(wǎng)RAN重構(gòu)策略和資源管理RM策略。
(4a)終端獲取自身的歷史信息，終端重構(gòu)管理器TRM通過無線接入網(wǎng)RAN為其分配的數(shù)據(jù)傳輸信道，將信息傳輸給RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM； (4b)通過管理中心MC內(nèi)部的感知功能，RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM得到本無線接入網(wǎng)RAN的歷史信息，且需要對(duì)獲得的網(wǎng)內(nèi)終端信息及無線接入網(wǎng)RAN配置信息進(jìn)行處理，處理后的信息將通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)在RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM間進(jìn)行交互，根據(jù)對(duì)用戶行為的預(yù)測(cè)，決定需要交互信息的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM的范圍當(dāng)用戶移動(dòng)速率超過一定的門限值時(shí)，會(huì)考慮到跨復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)CWN重構(gòu)，需要交互信息的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM范圍會(huì)比較大。此時(shí)傳輸?shù)臒o線接入網(wǎng)RAN配置信息，較初始化階段更為復(fù)雜，除無線接入網(wǎng)RAN性能外，還包含一些管理中心MC信息信息。
管理中心MC相關(guān)信息如表2所示。
表2 管理中心MC相關(guān)信息
本發(fā)明為該信息分配的資源為45字節(jié)，包含了管理中心MC的空間、傳輸能力及計(jì)算能力等資源的利用情況，其中管理中心MC支持的測(cè)量信息列表一項(xiàng)是在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)得到的，此時(shí)不需要傳輸； (4C)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM獲得所需的無線接入網(wǎng)RAN歷史信息和終端歷史信息，分析原有資源分配策略及相關(guān)信息，評(píng)估資源的利用情況，最終得出適用于本無線接入網(wǎng)RAN的重構(gòu)策略和適用于本網(wǎng)內(nèi)不同終端的資源管理RM策略，除策略內(nèi)容外，資源管理RM策略信息中還包含了信息適用項(xiàng)和時(shí)限項(xiàng)。
步驟5，通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)，RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM將本無線接入網(wǎng)RAN的重構(gòu)策略及相關(guān)的歷史信息告知運(yùn)營商，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM根據(jù)運(yùn)營商的資源分配規(guī)則，結(jié)合所需的無線接入網(wǎng)RAN重構(gòu)策略和相關(guān)資源信息，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行重新配置。
步驟6，終端重構(gòu)管理器TRM獲得所需的資源管理RM策略信息和各種歷史信息，控制終端重構(gòu)。
(6a)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM對(duì)相關(guān)的無線接入網(wǎng)RAN歷史信息和與其他終端有關(guān)的終端歷史信息進(jìn)行處理，發(fā)送給終端重構(gòu)管理器TRM。
本發(fā)明中，終端可以偵聽其所在無線接入網(wǎng)RAN的廣播信道，但為了保證通信的實(shí)時(shí)性，不能對(duì)一次信息的廣播持續(xù)太長時(shí)間，即不能廣播太多輪，因此當(dāng)傳輸?shù)男畔⒘枯^大時(shí)，本發(fā)明通過壓縮算法，對(duì)信息進(jìn)行高效壓縮，有效地保證通信的實(shí)時(shí)性；除了廣播方式，終端對(duì)信息的獲取也可以是由事件觸發(fā)的，例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不能滿足用戶的QoS需求或網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較輕但設(shè)備利用率卻不高等情況出現(xiàn)時(shí)，終端重構(gòu)管理器TRM會(huì)向RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM發(fā)送請(qǐng)求信息，希望通過數(shù)據(jù)傳輸信道，獲得所需信息，完成終端的重構(gòu)； (6b)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過無線接入網(wǎng)RAN廣播信道向終端重構(gòu)管理器TRM廣播資源管理RM策略信息，此時(shí)終端要根據(jù)策略信息中適用區(qū)域一項(xiàng)，選擇與自己相關(guān)的資源管理RM策略信息；同樣，資源管理RM策略信息的發(fā)送也可以是由事件觸發(fā)的，此時(shí)，信息中策略適用區(qū)域一項(xiàng)是缺省的。
(6c)終端重構(gòu)管理器TRM對(duì)資源管理RM策略、無線接入網(wǎng)RAN歷史信息以及與其他終端有關(guān)的歷史信息進(jìn)行分析，評(píng)估此時(shí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)資源的利用效率，結(jié)合用戶喜好，得到終端的重構(gòu)決定；隨后，終端內(nèi)部相應(yīng)的終端重構(gòu)控制功能模塊將根據(jù)該重構(gòu)決定，完成對(duì)終端的重構(gòu)，為保證通信的實(shí)時(shí)性，終端完成重構(gòu)的時(shí)間會(huì)由資源管理RM策略信息中的時(shí)限一項(xiàng)限定。
術(shù)語說明 GPRSGeneral Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)。
PDUPacket Data Unite，分組數(shù)據(jù)單元。
NRMNetwork Reconfiguration Manager，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器。
TRMTerminal Reconfiguration Manager，終端重構(gòu)管理器。
RERadio Enabler，無線使能器。
CWNComposite Wireless Network，復(fù)合無線網(wǎng)絡(luò)。
RANRadio Access Network，無線接入網(wǎng)絡(luò)。
RNRMRAN Network Reconfiguration Manager，無線接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器。
GPRSGeneral Packet Radio Service，通用分組無線服務(wù)。
MCManage Center，管理中心。
GPSGlobal Positioning System，全球定位系統(tǒng)。
BSBase Station，基站。
WLANWireless LAN，無線局域網(wǎng)。
APAccess Point，接入點(diǎn)。
RMResource Management，資源管理。
權(quán)利要求
1、一種認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，包含網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，終端重構(gòu)管理器TRM，其特征在于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM與終端重構(gòu)管理器TRM之間設(shè)有RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM，用于分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM的網(wǎng)絡(luò)管理功能，完成對(duì)無線接入網(wǎng)RAN歷史信息和終端歷史信息的分布式處理。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，其特征在于RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)分別與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM和其它RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM進(jìn)行信息交互。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，其特征在于RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過終端所在網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸信道與終端重構(gòu)管理器TRM進(jìn)行信息交互。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，其特征在于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，將信息傳輸給終端重構(gòu)管理器TRM。
5、一種認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理方法，包括如下步驟
(1)新加入的終端由終端重構(gòu)管理器TRM通過偵聽初始化階段的通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，結(jié)合終端的地理位置，獲取無線接入網(wǎng)RAN的配置信息；
(2)根據(jù)無線接入網(wǎng)RAN配置信息的內(nèi)容，新加入終端利用相應(yīng)的接納控制算法，選擇無線接入網(wǎng)RAN進(jìn)行注冊(cè)；
(3)注冊(cè)后，處于休眠狀態(tài)的終端每隔一段時(shí)間需要檢測(cè)其與無線接入網(wǎng)RAN的連通性，對(duì)于連通并需要通信的終端，執(zhí)行步驟(4)；
(4)終端重構(gòu)管理器TRM停止偵聽通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，終端進(jìn)入運(yùn)行中階段，管理系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM、RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM及終端重構(gòu)管理器TRM之間通過數(shù)據(jù)傳輸信道和通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)信道進(jìn)行信息交互，其中，進(jìn)行信息交互的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM的數(shù)量隨對(duì)用戶行為的預(yù)測(cè)而變化；
(5)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM之間通過信息交互，獲得相關(guān)信息后，根據(jù)運(yùn)營商的資源管理規(guī)則，分析原有資源分配策略和相關(guān)信息，評(píng)估資源的利用效率，得出適用于本無線接入網(wǎng)RAN的重構(gòu)策略和與其內(nèi)部終端有關(guān)的資源管理RM策略；
(6)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將無線接入網(wǎng)RAN重構(gòu)策略傳輸給網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM，由運(yùn)營商控制，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM在無線接入網(wǎng)RAN側(cè)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的重新配置；
(7)運(yùn)行中終端通過其所在無線接入網(wǎng)RAN的數(shù)據(jù)傳輸信道或者廣播信道，獲得所需的資源管理RM策略信息和其它歷史信息，終端重構(gòu)管理器TRM根據(jù)獲得的信息及用戶的需求，完成終端重構(gòu)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理的實(shí)現(xiàn)過程，其中步驟(1)所述的終端獲取網(wǎng)絡(luò)配置信息，按照如下步驟進(jìn)行
(6a)RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM對(duì)自己的無線接入網(wǎng)RAN配置信息進(jìn)行格式化處理，處理后的信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM；
(6b)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM對(duì)接收到的信息進(jìn)行整合、壓縮處理，當(dāng)多個(gè)混合無線網(wǎng)絡(luò)CWN相互重疊時(shí)，各網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器NRM間通過通用分組無線服務(wù)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線接入網(wǎng)RAN配置信息的交互，并通過通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道向終端廣播信息；
(6c)新加入的用戶偵聽通用分組無線服務(wù)GPRS廣播信道，根據(jù)自己的地理位置信息，獲取所需的無線接入網(wǎng)RAN配置信息。
7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源管理的實(shí)現(xiàn)過程，其中步驟(4)所述的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM的數(shù)量隨對(duì)用戶行為的預(yù)測(cè)而變化，是當(dāng)用戶移動(dòng)速率的預(yù)測(cè)超過不同的門限值時(shí)，選擇不同范圍的RAN級(jí)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)管理器RNRM進(jìn)行信息交互。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行管理的系統(tǒng)及管理方法。它包含三層管理實(shí)體NRM、RNRM及TRM，并利用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)管理實(shí)體間的信息交互。其資源管理步驟為新加入終端偵聽初始化階段的GPRS廣播信道，獲取RAN配置信息；根據(jù)RAN配置信息，終端選擇RAN注冊(cè)；每隔一段時(shí)間檢查處于休眠狀態(tài)的終端的連通性；需要通信，終端進(jìn)入運(yùn)行中階段；RNRM獲得相關(guān)信息，得出RAN重構(gòu)策略及RM策略；NRM利用RAN重構(gòu)策略，控制網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；TRM獲得所需的RM策略和歷史信息，完成終端重構(gòu)。本發(fā)明通過引入RNRM，實(shí)現(xiàn)了資源的分層分布式管理；利用GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了管理實(shí)體間的信息交互；通過預(yù)測(cè)用戶行為，實(shí)現(xiàn)了局部優(yōu)化和整體優(yōu)化的結(jié)合，可用于對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源的管理。
文檔編號(hào)H04W16/00GK101610517SQ20091002326
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者敏 盛, 超 徐, 李建東, 李紅艷, 劉國慶 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)