[发明专利]一种基于SDN的C‑RAN网络中计算资源和数据链路动态配置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线接入网技术领域，尤其是一种基于SDN(Software Defined Network)的C-RAN(Clould Radio Access Network)网络中计算资源和数据链路动态配置的方法，对C-RAN网络中虚拟计算资源进行虚拟化集群，并利用SDN控制器对虚拟集群的数据链路进行管理，实现对虚拟集群计算资源的动态配置，以及数据链路的动态调整。

背景技术

无线接入网(RAN)是蜂窝无线网络中最重要的一部分。然而，传统的蜂窝架构存在很多不足，不符合当今用户需求并呈现出一系列的缺点，主要表现在当前蜂窝网络与当今用户速率需求不匹配，不能满足用户爆炸式的容量需求；每个基站(BS)只连接固定数目的扇区，并只能为覆盖范围内的用户提供收发信号的服务；大量分布式的机房和空调设备，使移动运营商饱受巨大的运营资本支出(CAPEX)和运营支出(OPEX)；基站间协同受限使用户设备在基站间切换时存在大量的时延且基站利用率低。

C-RAN是宽带无线接入网中的一种新范式，室内基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU进行拉远，传统BBU单元集中放置在附近公共机房，如数据中心一组物理服务器中；一个数据中心中所有的虚拟基站(VBS)共享一个基带资源池，为基站(BSs)之间提供更高程度的协作与通信；集中化方式可以极大地减少机房的数量及配套设施，特别是空调等散热系统的减少，能使网络达到节能降耗效果。虽然当前存在很多利用协同多点传输技术对虚拟资源调度的研究，但是对多个资源池动态联合处理的研究很少。

SDN即软件定义网络，是一种全新的网络设计理念和设计思想。SDN是满足以下四原则的一种网络架构：控制和转发分离原则，集中化控制原则，网络业务可编程，开放的接口，实现了控制层面和数据层面的解耦分离，使网络更开放，让网络变得更敏捷和灵活，从而更好地支撑数据中心内的虚拟服务器和虚拟存储架构。

在RAN领域，对SDN的投资主要集中在C-RAN网络，用以部署分布式无线接入点和集中式基带资源池。基于SDN的C-RAN网络代表一种全新的方案设计，并允许跨数据中心的计算资源(CPU、内存、存储和网络接口)动态配置以及数据链路的动态调整。

发明内容

为克服当前蜂窝网络的局限性，本发明提供了一种基于SDN的C-RAN网络中计算资源和数据链路动态配置的方法，该方法将BBU资源池中虚拟基站通信功能的物理层(PHY层)和媒体访问控制子层(MAC层)进行拆分，分别在虚拟机(VM)上实现，利用SDN控制器管理所有数据中心的虚拟基站，使虚拟基站之间建立虚拟集群(V-Cluster)，并对虚拟集群进行数据链路分配，为基站之间提供更高程度的协作与通信，使虚拟集群的计算资源动态配置以及数据链路的动态调整。具体的发明内容如下：

为达到本发明的目的，本发明提供了一种基于SDN的C-RAN网络中计算资源和数据链路动态配置的方法，该方法的网络架构具体包括如下：

射频拉远单元RRU(Radio Remote Unit)，只保留无线频谱RF(Radio Frequency)层，负责数字/模拟转换后的射频收发功能。每个射频拉远头RRH(Remote Radio Head)覆盖的区域称为一个小区(cell)。

室内基带处理单元BBU(Base band Unite)资源池，包含PHY层、MAC层及更高层，所有数字基带处理功能都被集中在BBU池中；并利用现有的虚拟化技术，将BBU池虚拟化成一组虚拟基站(VBSs)，分别包括VBS-MACs和VBS-PHYs，可以实现多个VBS-PHYs连接单个VBS-MAC，其中VBS-PHYs和VBS-MAC可以共用一台物理服务器也可以分别安装在不同的物理服务器上，可以提高C-RAN网络中用户QoS和资源利用率。

SDN控制器，负责在全局角度控制和管理所有的BBU资源池中的VBSs；控制器将BBU资源池中的VBSs进行虚拟集群，并为虚拟集群下发数据链路流表。

一种基于SDN的C-RAN网络中计算资源和数据链路动态配置的方法，该方法包括：

情况一，当大量用户MSs在Cluster内从当前cell#1迁移到另一个cell#2时，MSs发生intra-Cluster小区间切换，步骤如下：

步骤1：VBS-MAC虚拟机中的环境监控系统模块检测到虚拟集群内cell#1和cell#2间发生大量用户MSs切换，环境监控系统将发生迁移用户的信息发送到VBS-MAC的控制系统模块；