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【专利解密】漫游上网速度慢?思科最新技术来搞定

来源:集微网 作者:西农落 时间:2020-06-29 10:14:07

集微网消息,无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。

无线通信技术被用于连接若干种类型的设备,例如:卫星通信系统、便携式数字助理、膝上型计算机和移动设备(手机、笔记本电脑等)。此类设备的用户只要在这样的无线通信技术的范围内就能够连接至网络。

随着无线通信联网架构的不断演进和发展,特别是在移动无线通信环境中的联网架构,这种联网架构变得越来越复杂。并且人们现在每天都要产生大量的数据,这就显著增大了对网络资源的需求。

随着移动订阅用户数量的增多,有效的通信资源管理变得更加至关重要,例如在网络上通信的订阅用户量可能使得网络设备不堪重负、提供次优的性能或者在网络中造成拥堵。因此,管理网络资源,特别是管理针对拥挤系统的网络资源,存在重大挑战。

为解决这样的问题,在16年3月4日,思科申请了一项名为“针对漫游用户的拥塞缓解”的发明专利(申请号:202010119761.4),申请人为思科技术公司。

根据该专利目前公开的资料,让我们一起来看看这项网络资源管理技术吧。

首先对于目前的网络架构的结构进行介绍,常用的是演进分组核心(EPC)网络,其组成结构包括:用户设备(UE)、eNodeB的无线电收发器、移动管理实体(MME)控制节点、控制节点负责跟踪和寻呼UE并且负责选择服务网关、路由和转发用户数据分组并且充当UE的移动锚点的服务网关、确定RAN的小区的拥塞等级的RAN拥塞感知功能(RCAF)以及为UE提供数据网络并且执行策略和计费(PCEF)的分组数据网络网关(PGW)。

如上图,为通信系统促进针对网络环境中的漫游用户和本地订阅用户的通信的简化框图,这种特别的配置依赖于第三代合作伙伴计划(3GPP)演进分组系统(EPS)架构,有时还涉及长期演进(LTE)EPS架构。

系统中的每个元件可以通过简单的接口来相互耦合,EPS通常包括UE接入网络和演进分组核心(EPC)。图中的架构还提供了一系列接口,这些接口可以为各种网络元件提供移动、策略控制、AAA功能和计费活动。

这些组件将在UE端上实施QoS。例如,组件的服务和功能被用于提供IP电话(VoIP)路由、增强服务、状态防火墙和流量性能优化(TPO)。

如上图,是和漫游的用户设备(UE)相关联的网络节点的选择的示意图,UE是漫游用户,并且必须通过受访网络核心进行通信,才能实现与其归属网络核心相关联的策略功能。受访网络核心包含eNodeB 304、受访MME 306和受访SGW 308,归属网络核心包含归属PGW 310、归属PCRF 312、归属TDF 314、归属AF 316和PDN 318。

UE是与归属网络核的提供商相关联的订阅用户,在漫游出覆盖区域期间,UE连接至与受访网络核心相关联的eNodeB。当UE连接至eNodeB时,它被看成是漫游用户。当UE在受访网络上漫游时,某些网络功能由受访网络核心来处理,而其它功能由归属网络核心来处理。

上图展示了UE的实现方式逻辑图,UE包括处理器902、存储器904、含有接口908的收发器906、调制解调器910、无线接口选择模块912以及GUI接口914。

收发器包括发送器和接收器,收发器和接收器被集成到单个芯片中;调制解调器被配置为根据通信标准实施信号的调制和组帧;无线接口选择模块被配置为选择接收网络服务的无线接口;GUI接口利用输入和输出机制来提供通信以与UE用户通信。

上图为网络设备1000的实现方式,网络设备包括装载应用卡和线卡的槽1002,中间平面可以在网络设备中用于提供内部网络设备的通信、电力连接以及各种被安装的卡之间的传输路径。

交换结构1004是通过建立应用卡和线卡之间的卡内通信,来实现针对贯穿网络设备的用户数据的基于IP的传输路径;控制总线1006使网络设备内的控制和管理处理器互连;网络设备管理总线提供系统功能的管理,例如供电、监控温度、电路状态、数据路径错误等;冗余总线1008在硬件失败的事件中提供用户数据的传输和冗余链接;TDM总线为系统上的语音服务提供支持。

以上就是思科发明的针对漫游用户的拥塞缓解专利,无线接入网络的拥塞信息会被基站报告给受访网络,通过受访网络的拥塞感知功能,就可以控制针对拥塞小区中的漫游用户设备的服务质量来缓解拥塞。另外,由于RCAF可以在受访小区的移动管理实体以及用户归属网络的策略计费和规则功能下进行通信,因此就可以在不向归属网络通知小区处的拥塞情况下为漫游用户减轻拥塞。

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