[发明专利]一种软件定义蜂窝网络EPC架构及D2D通信配对方法

说明书

本发明属于通信技术领域，公开了一种软件定义蜂窝网络EPC架构及D2D通信配对方法。将蜂窝网络EPC架构中SGW和PGW中的控制和数据面进行分离，SGW分为SGW控制单元、SGW数据单元，PGW分为PGW控制单元、PGW数据单元；将SGW控制单元，PGW控制单元的功能包括在SDN控制器内，由控制器完成对网络的控制。SDN控制器，通过有线与SGW数据单元、SGW数据单元连接，遵循OpenFlow协议，进行信息的交互。本发明的D2D通信配对方法，eNB和网关不再负责D2D通信用户的配对，由SDN控制器对该过程进行协调。SDN控制器负责的D2D通信的配对过程更为简单高效，有效降低了时间和信令的消耗。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种软件定义蜂窝网络分组核心网(EPC，Evolved Packet Core)架构及终端直通(D2D，Device-to-Device)通信配对方法。

背景技术

目前移动无线核心网络的发展面临着丰富的业务需求带来的压力。作为一种新兴网络架构技术，软件定义网络(SDN，software defined network)能够缓解当前移动无线核心网络的压力。通过将网络设备控制面与数据面分离开来，SDN实现了网络流量的灵活控制，为核心网络的发展及应用的创新提供了良好的平台。SDN提高了网络灵活性和可管理性，可实现网络运营的大规模定制，为差异化服务提供更有效的支持。SDN体系结构使网络和网络数据更靠近应用层，也让应用层更靠近网络层，能够将传统网络转变为一个真正高效率的信息高速网络。SDN技术为无线蜂窝网络的技术突破提供了新的解决思路。将SDN技术应用到无线通信网络中能够适应第五代移动通信技术(5G,5th-Generation)时代业务的快速发展，降低运营资本的发展趋势。将SDN技术和现有蜂窝网络进行融合就产生了软件定义蜂窝网络。软件定义蜂窝网络具有以下优势：①业务虚拟化，实施简单；②控制面集中，易于管理；③数据中心提供虚拟专有云服务。以上特点使得应用了SDN技术的蜂窝网络具有了更好的发展前景。D2D通信技术，作为未来蜂窝通信系统中的一项重要技术，在发展中遇到了以下瓶颈：①D2D用户的建立过程需要用户和基站之间的协作，由此带来的复杂的信息交互和大量的信令开销让网络难以承受。②资源管理的难度较大。集中式无线资源管理(RRM,Radio Resource Management)方式下基站对用户实时情况的变化难以及时把握。分步式RRM方式对用户终端设备的处理能力要求较高。多个D2D通信组之间难以直接进行信息交互，提高了资源管理的难度。③D2D通信组的动态控制功能难以实现。传统网络中D2D通信的分组一般是基于静态分组，即一旦分组形成，一直维持到通信完成之后。该方法虽然操作简单，但是灵活性较差。如果用户发生移动，会导致D2D通信传输失败，网络动态控制功能难以实现。以上问题在软件定义蜂窝网络中可以迎刃而解。由于SDN架构下网络节点信息可以实时监控，并且网内所有资源以虚拟化的形式管理，利用SDN对拓扑结构敏感以及中心化控制的优点，将SDN技术应用到蜂窝网络架构中，D2D通信的信令交互变得简单，资源管理难度降低，动态控制也能够实现。因此，在软件定义蜂窝网络架构下，D2D通信在传统网络中受到的限制被解除，拥有了新的发展机遇。

综上所述，现有蜂窝网络架构下D2D通信技术存在的问题是：信息交互复杂、信令开销较大；资源管理的难度较大；D2D通信组的动态控制功能难以实现，灵活性较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种软件定义蜂窝网络EPC架构及D2D通信配对方法。

本发明是这样实现的，一种软件定义蜂窝网络EPC架构，所述软件定义蜂窝网络EPC架构包括：

SDN控制器，通过有线与SGW-D,PGW-D连接，遵循OpenFlow协议，互相进行信息的交互；

SGW-D，与eNB连接，用于用户面数据处理，接收和转发蜂窝网络中的数据信息；

PGW-D，与eNB连接，用于蜂窝网络和分组数据网络之间的数据服务。

进一步，所述SDN控制器包括：