異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)專利分析

周素菲 皮小珊

摘要：未來的通信網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)包含不同接入技術(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，能提供多種接入方式、傳輸速率、覆蓋范圍，以及對(duì)多種服務(wù)質(zhì)量的支持能力。作為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理技術(shù)中重要組成部分的切換技術(shù)，用于保證用戶跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)時(shí)的會(huì)話連續(xù)性，己經(jīng)成為了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中最具挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，垂直切換，水平切換，資源分配，專利申請(qǐng)

1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)概述

1.1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)的架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)切換是為了實(shí)現(xiàn)終端或用戶移動(dòng)過程中、網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)變化時(shí)的通信會(huì)話連續(xù)性，即實(shí)現(xiàn)當(dāng)前接入點(diǎn)提供的通信接入由另一個(gè)新的接入點(diǎn)提供。傳統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的切換控制主要支持用戶在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部移動(dòng)的會(huì)話移動(dòng)性，而在未來泛在、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，除了各個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的切換控制以外，還包括跨越不同網(wǎng)絡(luò)邊界的切換控制。

依據(jù)終端用戶進(jìn)行切換后的網(wǎng)絡(luò)是否屬于同一種接入技術(shù)，可以把通信切換分為兩類：垂直切換和水平切換。水平切換是指終端用戶在同種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同基站間進(jìn)行切換，基于的通信底層技術(shù)唯一，水平切換又被稱為系統(tǒng)內(nèi)切換，作用是保證終端用戶在同種類無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)中服務(wù)的連續(xù)性，終端設(shè)備一般只需要提供一種無線網(wǎng)絡(luò)接口。如CDMA用戶只能在CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的不同基站中進(jìn)行切換，接受服務(wù)，而不能在GSM網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信。垂直切換技術(shù)是異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，是支持終端用戶在不同底層技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)中通信的核心技術(shù)，用戶通過垂直切換技術(shù)在不同網(wǎng)絡(luò)中接受服務(wù)，以獲得更好的服務(wù)質(zhì)量（QOS）。區(qū)別于傳統(tǒng)的水平切換技術(shù)，垂直切換技術(shù)要求移動(dòng)終端配置不同的網(wǎng)絡(luò)接口來支持不同種類的無線技術(shù)。切換按執(zhí)行的順序可以分為依次相接的三個(gè)階段，分別為：切換觸發(fā)階段，切換決策判決階段以及切換執(zhí)行階段在切換觸發(fā)階段。

1.2異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換的關(guān)鍵技術(shù)

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換的關(guān)鍵技術(shù)包含如下：

（1）第一類算法主要借鑒傳統(tǒng)的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的切換，以網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度值為主要的網(wǎng)絡(luò)判決因素。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度值低于設(shè)定的閾值時(shí)即觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)切換。該類算法主要是通過比較各網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度值做出切換選擇。

（2）第二類算法的主要思想是代價(jià)函數(shù)法，該類算法除了考慮網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)強(qiáng)度值之外還綜合考慮網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用、可用帶寬、誤碼率等網(wǎng)絡(luò)判決因素，也稱為多因素判決算法。

（3）第三類算法的主要思路是基于模糊邏輯和人工智能理論，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)特性和用戶偏好等因素設(shè)計(jì)出多維判決策略。

2 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)的專利分析

本章從全球?qū)＠暾?qǐng)情況和國內(nèi)專利申請(qǐng)情況兩個(gè)方面，對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)的領(lǐng)域的專利現(xiàn)狀進(jìn)行宏觀分析。

2.1全球?qū)＠暾?qǐng)分析

為了獲得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換駕駛技術(shù)的全球申請(qǐng)情況，使用S系統(tǒng)在DWPI數(shù)據(jù)庫中通過IPC分類號(hào)以及關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，對(duì)所得專利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.1.1 全球歷年專利申請(qǐng)分析

分析可知，從90年代開始出現(xiàn)與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)相關(guān)的專利申請(qǐng)，伴隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，自2007年起3G-4G通信的崛起以及高速交通的發(fā)展，有關(guān)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)方面的申請(qǐng)量得到了快速發(fā)展，在2013年達(dá)到了最高峰，專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到135件。隨后的2014年至2015年的專利申請(qǐng)量受到公開數(shù)據(jù)不完整的影響，總申請(qǐng)量有所回落，并不能因此判定該領(lǐng)域申請(qǐng)呈現(xiàn)出大幅下降趨勢，綜合判斷，關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)領(lǐng)域依然是全球?qū)＠暾?qǐng)的熱點(diǎn)，也將繼續(xù)保持較高的水平。

2.1.2 全球區(qū)域分布分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析可知，美國的專利申請(qǐng)量為521件，位于第一位，達(dá)到了全球?qū)＠暾?qǐng)總量的24%；而中國由于兩大國內(nèi)通信設(shè)備商華為和中興的崛起，使得專利申請(qǐng)量位于第二位，中國的專利申請(qǐng)量為448件，達(dá)到了全球?qū)＠暾?qǐng)總量的21%；緊隨其后的是韓國申請(qǐng)和歐洲申請(qǐng)，分別達(dá)到了全球?qū)＠暾?qǐng)量總量的14%和12%，而這與韓國集合了三星、LG等行業(yè)巨頭，歐洲集合了愛立信、諾基亞、阿爾朗特等巨頭公司密不可分。

總體上來看，專利申請(qǐng)主要集中在美國、中國、韓國和歐洲等，這四者的申請(qǐng)量之和達(dá)到全球?qū)＠暾?qǐng)總量的71%，同時(shí)也反映了這些國家對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的重視與該項(xiàng)技術(shù)在這些國家中的市場需求。

2.1.3 全球申請(qǐng)人分布分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析可知，排名前10的公司為SMSC（三星）、TELF（愛立信）、HUAW（華為）、GLDS（LG）、ETRI（韓國電子通信研究院）、COGE（阿爾卡特朗訊）、ITLC（英特爾）、KTKT（韓國電信）、OYNO（諾基亞）、SKTE（思科電訊）?？梢娕琶?0的公司均來自于韓國、中國、美國和歐洲，進(jìn)一步證實(shí)了上述國家對(duì)該領(lǐng)域技術(shù)研究的重視。

2.2 國內(nèi)專利申請(qǐng)分析

2.2.1 國內(nèi)技術(shù)趨勢分析

數(shù)據(jù)顯示，我國從2003年開始才出現(xiàn)關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)中資源分配技術(shù)的專利申請(qǐng)，相比于全球技術(shù)發(fā)展存在滯后。在2003年至2008年期間專利申請(qǐng)數(shù)量增長比較緩慢，直到2009年開始緩慢增加，其總體上專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)較為平穩(wěn)的上升趨勢；而在2010年至2012年期間，申請(qǐng)量增長速度明顯增加，出現(xiàn)大幅增長，其中2012年的專利申請(qǐng)量達(dá)到歷年來的峰值，總共有157件，可見這段時(shí)間里異構(gòu)網(wǎng)中資源分配技術(shù)正處于迅速發(fā)展時(shí)期，而2011年至2015年的申請(qǐng)量也均達(dá)到一百多件，專利申請(qǐng)總量也保持在一個(gè)較高的水平。在2012年后專利申請(qǐng)量有所回落，可能是因?yàn)閷＠暾?qǐng)的公開數(shù)據(jù)不完整，也可能是受2015年以后異構(gòu)網(wǎng)中資源分配技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相對(duì)較為成熟的影響。與全球?qū)＠暾?qǐng)年代分布圖相比較，我國該項(xiàng)技術(shù)起步較晚，前期發(fā)展較為緩慢，在2009年之后出現(xiàn)大幅增長，說明在2009年后該項(xiàng)技術(shù)成為我國新興熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，且國內(nèi)2016年的申請(qǐng)量為95件，經(jīng)瀏覽文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)許多申請(qǐng)均為本國公司的申請(qǐng)，說明該項(xiàng)技術(shù)的研究在國內(nèi)還存有一定的熱度。

2.2.3國內(nèi)申請(qǐng)區(qū)域分布

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析可知，排在前位的為江蘇，占比26%，申請(qǐng)量為169件，深圳緊隨其后，占比17%，申請(qǐng)量為110。在此之后的依次為是南京、上海、西安、重慶。從上述區(qū)域分布圖可以發(fā)現(xiàn)，全國關(guān)于異構(gòu)網(wǎng)中資源分配技術(shù)的研究主要集中在通信企業(yè)、相關(guān)郵電院校所在地。

3 小結(jié)

經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展和積累，多家大型跨國企業(yè)針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換技術(shù)都具有超前的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)，形成了專業(yè)的專利部署。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)專利技術(shù)的博弈也會(huì)日趨白熱化，而在面對(duì)越演越烈的市場競爭，也只有意識(shí)到專利的重要性，充分利用專利保護(hù)自身合法權(quán)益，才能實(shí)現(xiàn)競爭力的提升。

作者簡介：

周素菲 1989.05，漢族，湖北武漢，女，碩士研究生，無線通信。

皮小珊 1989.02，漢族，湖北武漢，女，碩士研究生，無線通信（等同第一作者）。