異構網絡切換技術專利分析

周素菲 皮小珊

摘要：未來的通信網絡是一個包含不同接入技術的異構網絡，能提供多種接入方式、傳輸速率、覆蓋范圍，以及對多種服務質量的支持能力。作為異構網絡移動性管理技術中重要組成部分的切換技術，用于保證用戶跨異構網絡移動時的會話連續(xù)性，己經成為了異構網絡中最具挑戰(zhàn)性的關鍵技術之一。

關鍵詞：異構網絡，垂直切換，水平切換，資源分配，專利申請

1 異構網絡切換技術概述

1.1 異構網絡切換技術的架構

網絡切換是為了實現(xiàn)終端或用戶移動過程中、網絡接入點變化時的通信會話連續(xù)性，即實現(xiàn)當前接入點提供的通信接入由另一個新的接入點提供。傳統(tǒng)蜂窩移動通信網絡中的切換控制主要支持用戶在網絡內部移動的會話移動性，而在未來泛在、異構網絡環(huán)境中，除了各個網絡內部的切換控制以外，還包括跨越不同網絡邊界的切換控制。

依據(jù)終端用戶進行切換后的網絡是否屬于同一種接入技術，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絡技術的不同基站間進行切換，基于的通信底層技術唯一，水平切換又被稱為系統(tǒng)內切換，作用是保證終端用戶在同種類無線網絡的服務區(qū)中服務的連續(xù)性，終端設備一般只需要提供一種無線網絡接口。如CDMA用戶只能在CDMA網絡覆蓋范圍內的不同基站中進行切換，接受服務，而不能在GSM網絡中進行通信。垂直切換技術是異構無線網絡的基礎，是支持終端用戶在不同底層技術的無線網絡中通信的核心技術，用戶通過垂直切換技術在不同網絡中接受服務，以獲得更好的服務質量（QOS）。區(qū)別于傳統(tǒng)的水平切換技術，垂直切換技術要求移動終端配置不同的網絡接口來支持不同種類的無線技術。切換按執(zhí)行的順序可以分為依次相接的三個階段，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異構網絡切換的關鍵技術

異構網絡切換的關鍵技術包含如下：

（1）第一類算法主要借鑒傳統(tǒng)的同構網絡間的切換，以網絡的信號強度值為主要的網絡判決因素。當網絡的信號強度值低于設定的閾值時即觸發(fā)網絡切換。該類算法主要是通過比較各網絡的信號強度值做出切換選擇。

（2）第二類算法的主要思想是代價函數(shù)法，該類算法除了考慮網絡的信號強度值之外還綜合考慮網絡使用費用、可用帶寬、誤碼率等網絡判決因素，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，結合網絡特性和用戶偏好等因素設計出多維判決策略。

2 異構網絡切換技術的專利分析

本章從全球專利申請情況和國內專利申請情況兩個方面，對異構網絡切換技術的領域的專利現(xiàn)狀進行宏觀分析。

2.1全球專利申請分析

為了獲得異構網絡切換駕駛技術的全球申請情況，使用S系統(tǒng)在DWPI數(shù)據(jù)庫中通過IPC分類號以及關鍵詞進行檢索，對所得專利數(shù)據(jù)進行分析。

2.1.1 全球歷年專利申請分析

分析可知，從90年代開始出現(xiàn)與異構網絡切換技術相關的專利申請，伴隨著移動通信的發(fā)展，自2007年起3G-4G通信的崛起以及高速交通的發(fā)展，有關異構網絡切換技術方面的申請量得到了快速發(fā)展，在2013年達到了最高峰，專利申請數(shù)量達到135件。隨后的2014年至2015年的專利申請量受到公開數(shù)據(jù)不完整的影響，總申請量有所回落，并不能因此判定該領域申請呈現(xiàn)出大幅下降趨勢，綜合判斷，關于異構網絡切換技術領域依然是全球專利申請的熱點，也將繼續(xù)保持較高的水平。

2.1.2 全球區(qū)域分布分析

經統(tǒng)計分析可知，美國的專利申請量為521件，位于第一位，達到了全球專利申請總量的24%；而中國由于兩大國內通信設備商華為和中興的崛起，使得專利申請量位于第二位，中國的專利申請量為448件，達到了全球專利申請總量的21%；緊隨其后的是韓國申請和歐洲申請，分別達到了全球專利申請量總量的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，專利申請主要集中在美國、中國、韓國和歐洲等，這四者的申請量之和達到全球專利申請總量的71%，同時也反映了這些國家對該項技術的重視與該項技術在這些國家中的市場需求。

2.1.3 全球申請人分布分析

經統(tǒng)計分析可知，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，進一步證實了上述國家對該領域技術研究的重視。

2.2 國內專利申請分析

2.2.1 國內技術趨勢分析

數(shù)據(jù)顯示，我國從2003年開始才出現(xiàn)關于異構網中資源分配技術的專利申請，相比于全球技術發(fā)展存在滯后。在2003年至2008年期間專利申請數(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年的專利申請量達到歷年來的峰值，總共有157件，可見這段時間里異構網中資源分配技術正處于迅速發(fā)展時期，而2011年至2015年的申請量也均達到一百多件，專利申請總量也保持在一個較高的水平。在2012年后專利申請量有所回落，可能是因為專利申請的公開數(shù)據(jù)不完整，也可能是受2015年以后異構網中資源分配技術已經發(fā)展的相對較為成熟的影響。與全球專利申請年代分布圖相比較，我國該項技術起步較晚，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年后該項技術成為我國新興熱點產業(yè)，且國內2016年的申請量為95件，經瀏覽文獻，發(fā)現(xiàn)許多申請均為本國公司的申請，說明該項技術的研究在國內還存有一定的熱度。

2.2.3國內申請區(qū)域分布

經統(tǒng)計分析可知，排在前位的為江蘇，占比26%，申請量為169件，深圳緊隨其后，占比17%，申請量為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)，全國關于異構網中資源分配技術的研究主要集中在通信企業(yè)、相關郵電院校所在地。

3 小結

經過多年的技術發(fā)展和積累，多家大型跨國企業(yè)針對異構網絡切換技術都具有超前的知識產權保護意識，形成了專業(yè)的專利部署。而隨著技術的不斷發(fā)展，相關專利技術的博弈也會日趨白熱化，而在面對越演越烈的市場競爭，也只有意識到專利的重要性，充分利用專利保護自身合法權益，才能實現(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）。