异构网络切换技术专利分析

周素菲 皮小珊

摘要：未来的通信网络是一个包含不同接入技术的异构网络，能提供多种接入方式、传输速率、覆盖范围，以及对多种服务质量的支持能力。作为异构网络移动性管理技术中重要组成部分的切换技术，用于保证用户跨异构网络移动时的会话连续性，己经成为了异构网络中最具挑战性的关键技术之一。

关键词：异构网络，垂直切换，水平切换，资源分配，专利申请

1 异构网络切换技术概述

1.1 异构网络切换技术的架构

网络切换是为了实现终端或用户移动过程中、网络接入点变化时的通信会话连续性，即实现当前接入点提供的通信接入由另一个新的接入点提供。传统蜂窝移动通信网络中的切换控制主要支持用户在网络内部移动的会话移动性，而在未来泛在、异构网络环境中，除了各个网络内部的切换控制以外，还包括跨越不同网络边界的切换控制。

依据终端用户进行切换后的网络是否属于同一种接入技术，可以把通信切换分为两类：垂直切换和水平切换。水平切换是指终端用户在同种网络技术的不同基站间进行切换，基于的通信底层技术唯一，水平切换又被称为系统内切换，作用是保证终端用户在同种类无线网络的服务区中服务的连续性，终端设备一般只需要提供一种无线网络接口。如CDMA用户只能在CDMA网络覆盖范围内的不同基站中进行切换，接受服务，而不能在GSM网络中进行通信。垂直切换技术是异构无线网络的基础，是支持终端用户在不同底层技术的无线网络中通信的核心技术，用户通过垂直切换技术在不同网络中接受服务，以获得更好的服务质量（QOS）。区别于传统的水平切换技术，垂直切换技术要求移动终端配置不同的网络接口来支持不同种类的无线技术。切换按执行的顺序可以分为依次相接的三个阶段，分别为：切换触发阶段，切换决策判决阶段以及切换执行阶段在切换触发阶段。

1.2异构网络切换的关键技术

异构网络切换的关键技术包含如下：

（1）第一类算法主要借鉴传统的同构网络间的切换，以网络的信号强度值为主要的网络判决因素。当网络的信号强度值低于设定的阈值时即触发网络切换。该类算法主要是通过比较各网络的信号强度值做出切换选择。

（2）第二类算法的主要思想是代价函数法，该类算法除了考虑网络的信号强度值之外还综合考虑网络使用费用、可用带宽、误码率等网络判决因素，也称为多因素判决算法。

（3）第三类算法的主要思路是基于模糊逻辑和人工智能理论，结合网络特性和用户偏好等因素设计出多维判决策略。

2 异构网络切换技术的专利分析

本章从全球专利申请情况和国内专利申请情况两个方面，对异构网络切换技术的领域的专利现状进行宏观分析。

2.1全球专利申请分析

为了获得异构网络切换驾驶技术的全球申请情况，使用S系统在DWPI数据库中通过IPC分类号以及关键词进行检索，对所得专利数据进行分析。

2.1.1 全球历年专利申请分析

分析可知，从90年代开始出现与异构网络切换技术相关的专利申请，伴随着移动通信的发展，自2007年起3G-4G通信的崛起以及高速交通的发展，有关异构网络切换技术方面的申请量得到了快速发展，在2013年达到了最高峰，专利申请数量达到135件。随后的2014年至2015年的专利申请量受到公开数据不完整的影响，总申请量有所回落，并不能因此判定该领域申请呈现出大幅下降趋势，综合判断，关于异构网络切换技术领域依然是全球專利申请的热点，也将继续保持较高的水平。

2.1.2 全球区域分布分析

经统计分析可知，美国的专利申请量为521件，位于第一位，达到了全球专利申请总量的24%；而中国由于两大国内通信设备商华为和中兴的崛起，使得专利申请量位于第二位，中国的专利申请量为448件，达到了全球专利申请总量的21%；紧随其后的是韩国申请和欧洲申请，分别达到了全球专利申请量总量的14%和12%，而这与韩国集合了三星、LG等行业巨头，欧洲集合了爱立信、诺基亚、阿尔朗特等巨头公司密不可分。

总体上来看，专利申请主要集中在美国、中国、韩国和欧洲等，这四者的申请量之和达到全球专利申请总量的71%，同时也反映了这些国家对该项技术的重视与该项技术在这些国家中的市场需求。

2.1.3 全球申请人分布分析

经统计分析可知，排名前10的公司为SMSC（三星）、TELF（爱立信）、HUAW（华为）、GLDS（LG）、ETRI（韩国电子通信研究院）、COGE（阿尔卡特朗讯）、ITLC（英特尔）、KTKT（韩国电信）、OYNO（诺基亚）、SKTE（思科电讯）。可见排名前10的公司均来自于韩国、中国、美国和欧洲，进一步证实了上述国家对该领域技术研究的重视。

2.2 国内专利申请分析

2.2.1 国内技术趋势分析

数据显示，我国从2003年开始才出现关于异构网中资源分配技术的专利申请，相比于全球技术发展存在滞后。在2003年至2008年期间专利申请数量增长比较缓慢，直到2009年开始缓慢增加，其总体上专利申请数量呈现较为平稳的上升趋势；而在2010年至2012年期间，申请量增长速度明显增加，出现大幅增长，其中2012年的专利申请量达到历年来的峰值，总共有157件，可见这段时间里异构网中资源分配技术正处于迅速发展时期，而2011年至2015年的申请量也均达到一百多件，专利申请总量也保持在一个较高的水平。在2012年后专利申请量有所回落，可能是因为专利申请的公开数据不完整，也可能是受2015年以后异构网中资源分配技术已经发展的相对较为成熟的影响。与全球专利申请年代分布图相比较，我国该项技术起步较晚，前期发展较为缓慢，在2009年之后出现大幅增长，说明在2009年后该项技术成为我国新兴热点产业，且国内2016年的申请量为95件，经浏览文献，发现许多申请均为本国公司的申请，说明该项技术的研究在国内还存有一定的热度。

2.2.3国内申请区域分布

经统计分析可知，排在前位的为江苏，占比26%，申请量为169件，深圳紧随其后，占比17%，申请量为110。在此之后的依次为是南京、上海、西安、重庆。从上述区域分布图可以发现，全国关于异构网中资源分配技术的研究主要集中在通信企业、相关邮电院校所在地。

3 小结

经过多年的技术发展和积累，多家大型跨国企业针对异构网络切换技术都具有超前的知识产权保护意识，形成了专业的专利部署。而随着技术的不断发展，相关专利技术的博弈也会日趋白热化，而在面对越演越烈的市场竞争，也只有意识到专利的重要性，充分利用专利保护自身合法权益，才能实现竞争力的提升。

作者简介：

周素菲 1989.05，汉族，湖北武汉，女，硕士研究生，无线通信。

皮小珊 1989.02，汉族，湖北武汉，女，硕士研究生，无线通信（等同第一作者）。