一种移动通信接入网架构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种移动通信接入网架构，该架构包括：天线单元AE、集中处理单元CPE、控制器、资源池及网关；所述AE与所述CPE相连，用于无线信号的发送和接收，同时为用户设备UE提供覆盖；所述CPE与所述控制器、所述资源池及所述网关相连，用于处理接收到的无线信号；所述控制器用于实现OpenFlow协议以及对所述CPE的控制；所述资源池用于对无线资源的管理、分配及调度；所述网关用于连接除移动通信网络的其它类型的网络以及连接到因特网。
【专利说明】一种移动通信接入网架构
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，具体涉及一种移动通信接入网架构。
【背景技术】
[0002]随着智能手机和平板电脑的逐渐普及，用户对无线容量的需求飞速增长，而单纯依靠无线传输技术的创新上所带来的容量增益代价非常高昂，因此，当前针对容量增长的研究焦点集中在通过更加密集地部署基站而满足用户不断增长的容量需求。为了应对室内热点等复杂场景，新的基站类型逐渐出现，在已有的宏基站(Macro Ce 11)基础上，出现了包括微基站(Micro Cell)、微微基站(Pico Cell )、毫微微基站/家庭基站(Femto Ce 11/HomeeNB)以及远端射频头(RRH)等多种基站形式,而且中继站点(Relay Station)也被下一代移动通信标准化组织认为是提高容量及改善覆盖的重要手段，中继站将大量部署于网络之中。无线局域网(WLAN)接入点(AP)、60GHz发射点以及可见光通信节点天线单元(LiFi AE)也被大量部署在热点区域及建筑物内部。这些多种类型的基站将共同部署在一起，进而形成多层次、异构混合的网络部署新场景。
[0003]传统的接入网架构是基于小区制划分覆盖区域的接入网架构，该架构通过划分每一个基站的覆盖区域进而形成对某一个区域的全面覆盖，小区与小区之间通过设定交叠区域以保障用户在越区切换过程中的服务质量。
[0004]随着不同类型基站部署密集度的提高，不同类型的基站将在同一个区域中形成多层的重叠覆盖，例如在宏基站覆盖区域中将会部署多个微基站蜂窝覆盖及微微基站蜂窝覆盖等。传统的接入网架构存在的问题是:传统的接入网架构对小区划分的方式使各基站间干扰严重，用户调度困难，基于传统小区划分方式的无线资源管理、移动性管理、负载管理及干扰抑制无法在如此密集的多层次、异构混合网络内进行有效的实施。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是传统的接入网架构对小区划分的方式使移动通信网络内目前日益增多的各基站间干扰日益严重，用户调度困难，基于传统小区划分方式的无线资源管理、移动性管理、负载管理及干扰抑制无法在如此密集的多层次、异构混合网络内进行有效的实施。
[0006]为此目的，本发明提出一种移动通信接入网架构，该架构包括:天线单元AE、集中处理单元CPE、控制器、资源池及网关；
[0007]所述AE与所述CPE相连，用于无线信号的发送和接收，同时为用户设备UE提供覆盖;
[0008]所述CPE与所述控制器、所述资源池及所述网关相连，用于处理接收到的无线信号;
[0009]所述控制器用于实现OpenFlow协议以及对所述CPE的控制；
[0010]所述资源池用于对无线资源的管理、分配及调度；[0011]所述网关用于连接除移动通信网络的其它类型的网络以及连接到因特网。
[0012]其中，所述天线单元AE辅助所述集中处理单元CPE构建并维护该架构的用户平面，所述集中处理单元CPE构建并维护该架构的控制平面，实现该架构控制平面与用户平面的分离。
[0013]其中，所述天线单元AE的资源包括发射功率、带宽、时隙、码字以及空间角度，所述AE的状态包括开启ON状态和关闭OFF状态，所述AE的覆盖范围根据所述发射功率的大小确定，所述AE的类型根据所述发射功率的大小确定。
[0014]其中，所述集中处理单元CPE、控制器或资源池通过动态调整发射功率来改变所述天线单元AE的类型。
[0015]其中，一个或多个天线单元AE连接同一个集中处理单元CPE，所述CPE还用于调度协调多个天线单元AE进行协同通信。
[0016]其中，所述集中处理单元CPE的状态包括休眠状态，所述CPE进入休眠状态的条件是与所述CPE相连的所有天线单元AE处于OFF状态。
[0017]其中，所述控制器进一步包括流表，所述流表基于OpenFlow协议，用于辅助进行资源分配、调度以及路由寻址，所述流表包括匹配域、指令、计数器及相邻CPE ID，其中，所述匹配域用于与网络中传输的数据包进行匹配比较，所述匹配域包括AE IDXPE ID及可用资源，AE ID代表天线单元的身份标识，CPE ID是所述天线单元所属的集中处理单元的身份标识，可用资源是所述天线单元的可用资源；所述指令是匹配域匹配的数据包即将进行的动作；所述计数器用于统计数据流量；相邻CPE ID是与所述匹配域的集中处理单元直接相连的集中处理单元的ID。
[0018]其中，所述流表的更新模式包括主动和被动两种模式，所述主动更新模式是由所述控制器发起的周期性流表更新模式；所述被动更新模式是由天线单元AE或集中处理单元CPE主动上传状态信息以触发控制器进行流表更新的模式；所述被动更新模式包括两种发起模式，其一是由新加入该架构的天线单元AE或者集中处理单元CPE发起的模式,其二是由天线单元AE进入OFF状态或者集中处理单元CPE进入休眠状态发起的模式。
[0019]较佳的，所述集中处理单元CPE进一步包括存储转发子单元，所述存储转发子单元用于存储所述控制器下发的流表、用户设备UE或核心网下发的数据及数据的转发。
[0020]其中，所述资源池还用于流表的存储备份。
[0021]其中，所述集中处理单元CPE进一步包括CPE接口子单元，不同的集中处理单元CPE通过所述CPE接口子单元相连，所述CPE接口子单元用于信令及数据传输；所述网关包括数据网关和服务网关，所述数据网关用于转换不同类型网络间数据包格式及数据包的转发传输，所述服务网关用于不同类型网络间的信令传输。
[0022]相比于现有技术，本发明提供的架构的有益效果是:所述架构将传统基站拆分为天线单元AE与集中处理单元CPE,通过集中处理单元CPE及天线单元AE使用户平面与控制平面分离并具有自适应调整策略，通过资源池进行无线资源管理，以实现更灵活的接入资源的调度，进而实施以用户为中心的移动性管理策略和业务分片策略、自适应业务卸载策略、接入控制策略、集中式干扰管理策略等无线资源管理策略，通过控制器实现OpenFlow协议，解决了多层次、高密度异构混合网络下干扰严重、调度困难等问题，而且能够使得网络配置更加灵活以应对不断变化的移动通信无线接入网络环境。【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1示出了实施例1的一种移动通信接入网架构；
[0025]图2示出了实施例1中流表的具体各个域；
[0026]图3示出了实施例2的一种移动通信接入网架构。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]一种移动通信接入网架构，该架构包括:天线单元AE (Antenna Element)、集中处理单元CPE (Central Processing Element)、控制器、资源池及网关；
[0029]所述AE与所述CPE相连，用于无线信号的发送和接收，同时为用户设备UE提供覆盖;
[0030]所述CPE与所述控制器、所述资源池及所述网关相连，用于处理接收到的无线信号;
[0031]所述控制器用于实现OpenFlow协议以及对所述CPE的控制；
[0032]所述资源池用于对无线资源的管理、分配及调度；
[0033]所述网关用于连接除移动通信网络的其它类型的网络以及连接到因特网。
[0034]其中，所述天线单元AE辅助所述集中处理单元CPE构建并维护该架构的用户平面，所述集中处理单元CPE构建并维护该架构的控制平面，实现该架构控制平面与用户平面的分离。
[0035]其中，所述天线单元AE的资源包括发射功率、带宽、时隙、码字以及空间角度，所述AE的状态包括开启ON状态和关闭OFF状态，所述AE的覆盖范围根据所述发射功率的大小确定，所述AE的类型根据所述发射功率的大小确定，所述AE可以是全向天线、定向天线、极化天线，所述AE能够实施波束赋形。
[0036]其中，所述集中处理单元CPE、控制器或资源池通过动态调整发射功率来改变所述天线单元AE的类型。
[0037]其中，一个或多个天线单元AE连接同一个集中处理单元CPE，所述CPE还用于调度协调多个天线单元AE进行协同通信。
[0038]其中，所述集中处理单元CPE的状态包括休眠状态，所述CPE进入休眠状态的条件是与所述CPE相连的所有天线单元AE处于OFF状态。
[0039]其中，所述控制器进一步包括流表，所述流表基于OpenFlow协议，用于辅助进行资源分配、调度以及路由寻址，所述流表包括匹配域、指令、计数器及相邻CPE ID，其中，所述匹配域用于与网络中传输的数据包进行匹配比较，所述匹配域包括AE IDXPE ID及可用资源，AE ID代表天线单元的身份标识，CPE ID是所述天线单元所属的集中处理单元的身份标识，可用资源是所述天线单元的可用资源；所述指令是匹配域匹配的数据包即将进行的动作；所述计数器用于统计数据流量；相邻CPE ID是与所述匹配域的集中处理单元直接相连的集中处理单元的ID。
[0040]其中，所述流表的更新模式包括主动和被动两种模式，所述主动更新模式是由所述控制器发起的周期性流表更新模式；所述被动更新模式是由天线单元AE或集中处理单元CPE主动上传状态信息以触发控制器进行流表更新的模式；所述被动更新模式包括两种发起模式，其一是由新加入该架构的天线单元AE或者集中处理单元CPE发起的模式,其二是由天线单元AE进入OFF状态或者集中处理单元CPE进入休眠状态发起的模式。
[0041]较佳的，所述集中处理单元CPE进一步包括存储转发子单元，所述存储转发子单元用于存储所述控制器下发的流表、用户设备UE或核心网下发的数据及数据的转发。
[0042]其中，所述资源池还用于流表的存储备份。
[0043]其中，所述集中处理单元CPE进一步包括CPE接口子单元，不同的集中处理单元CPE通过所述CPE接口子单元相连，所述CPE接口子单元用于信令及数据传输；所述网关包括数据网关和服务网关，所述数据网关用于转换不同类型网络间数据包格式及数据包的转发传输，所述服务网关用于不同类型网络间的信令传输。
[0044]实施例1:
[0045]本实施例公开一种移动通信接入网架构，如图1所示，该架构包括:
[0046]天线单元(AE):所述天线单元负责无线信号的发送和接收同时为用户设备(UE)提供覆盖，其发射功率的大小决定其用户平面的覆盖范围。所述天线单元的主要特性包括发射功率、带宽、时隙、码字、空间角度等资源。此外，所述天线单元具有各自专有的身份识别ID，并在接入网络架构时将其身份识别ID上传至控制器以及资源池以动态更新资源池中维护的流表，在断开时，所述天线单元也需要发送信令通知控制器和资源池将其专有的身份识别ID从流表中删除从而避免将所述天线单元分配给UE提供服务。所述天线单元具有开启(ON) /关闭(OFF)两种状态，当所述天线单元处于ON的状态时，所述天线单元可以同时为多个UE提供服务；当其处于OFF状态时，用户无法通过所述天线单元传输数据。对于本专利中所述移动通信接入网架构，天线单元的类型可以包括宏天线单元(Macro AE)、微天线单元(Micro AE)、微微天线单元(Pico AE)、毫微微天线单元(Femto AE)、中继天线单元(Relay AE)、WLAN天线单元(WLAN AE)、60GHz发射点天线单元(60GHz AE)以及可见光通信节点天线单元(LiFi AE)，主要区别为发射功率不同、所用频段不同、发射信号方式不同等。所述天线单元的类型也可以通过集中处理单元、控制器或资源池进行改变，例如通过对发射功率的限制，从而使所述某一个天线单元由宏天线单元改变为微天线单元等。所述天线单元可以为单根天线，以支持传统的单天线通信技术；也可以包含多根天线，支持多天线处理技术。所述天线单元构建并维护针对特定用户的接入网络架构的用户平面。
[0047]集中处理单元(CPE):所述集中处理单元负责信号处理的功能。在实际组网中，所述集中处理单元可以以软件的形式搭载在大型服务器上，也可以以专门设计的硬件的形式来实现。与上述天线单元类似，每个集中处理单元均有专有身份识别ID，并在接入所述移动通信接入网架构时将其ID上传至控制器和资源池以动态更新资源池中维护的流表。所述集中处理单元下通过光纤拉远的方式连接一个或多个天线单元。当所述集中处理单元下连接多个天线单元时，多个天线单元可以通过所述集中处理单元的调度协调实现协同通信，为UE提供更快的数据传输速度。此外，当所述集中处理单元下连接的天线单元均处于OFF状态时，所述集中处理单元可以进入低功率的休眠状态并同时将这一状态变化上传至控制器与资源池以维持流表的动态更新同时实现了更高的能效。所述集中处理单元具有一定的存储能力，除了能够存储控制器下发的流表以提供数据快速转发的能力，还可以存储UE或核心网下发的数据以避免在网络拥塞时数据丢包率的增加。所述集中处理单元维护接入网络架构的控制平面，实现控制平面与用户平面的分离。
[0048]CPE间接口:所述CPE间接口主要负责不同集中处理单元间的信令以及数据传输。对于属于不同集中处理单元下的天线单元间进行协同通信的场景，需要CPE间通过所述CPE间接口进行信令交互以实现同步等目的。此外，本专利中所述架构中的控制器和资源池在进行全网拓扑视图的构建以及拓扑视图的更新时需要不同的集中处理单元间通过CPE间接口进行信令交互以确认不同集中处理单元间的连接关系。
[0049]AE与CPE间接口:AE可以通过光纤、同轴电缆、微波中继、无线通信、云等方式与CPE之间连接。
[0050]CPE与控制器间接口:CPE可以通过光纤、同轴电缆、微波中继、无线通信、云等方式与控制器之间连接。
[0051]控制器:所述控制器主要承载OpenFlow协议的实现、流表的下发、更新以及对集中处理单元的控制。所述控制器是逻辑控制功能模块，可以是独立的实体设备，也可以集成到所述某个集中处理单元之中，也可以与资源池模块共存。对于具体实现形式，所述控制器可以以软件的形式搭载在具有一定的运算能力、一定的存储能力的服务器中，也可以是专门设计的硬件设备。所述控制器通过接口与集中处理单元相连接以实现信令的交互与流表的下发与管理。此外，所述控制器主要通过流表对集中处理单元以及天线单元进行控制和调度。所述用户平面与控制平面的分离和自适应策略、以用户为中心的移动性管理策略、自适应业务卸载策略、业务分片策略以及集中式干扰管理策略由控制器进行控制，并由CPE和AE进行具体实施。
[0052]流表:所述流表在OpenFlow协议的管理下主要负责资源分配、调度以及数据转发时的路由寻址。所述流表的生成、更新以及下发主要由控制器完成。在下发的同时所述流表会额外备份在资源池中。流表的具体各个域如图2所示:
[0053]其中指令是针对与匹配域匹配的数据包即将进行的指令或动作；C计数器可用于统计数据流量等相关信息，同时也可以避免某数据包在网络中停留过长时间造成网络拥堵等情况；匹配域用于与网络中传输的数据包进行匹配比较，其中AE ID代表天线单元的身份标识，可用资源是所述天线单元在时、频、空、码字、射频功率等维度的可用资源；CPE ID是所述天线单元所属的集中处理单元的身份标识；相邻CPE ID是与流表中匹配域的集中处理单元通过CPE间接口直连的集中处理单元的ID。此外，网络中存储的流表的更新可以采用主动和被动两种模式进行更新:主动更新是由所述控制器发起的，主要是为了预防网络出现故障而进行的周期性流表更新；被动更新是由AE或者CPE发起的，当网络中新加入AE或CPE时和AE进入OFF状态以及CPE进入休眠状态时，AE或CPE会主动上传状态信息以触发控制器进行流表更新。所述流表以天线单元为单元，即网络中存在一个天线单元即有对应的一条流表。
[0054]资源池:所述资源池主要负责流表的存储备份和无线资源的管理、分配、调度等算法的实施。在具体实现中，所述资源池可以与控制器连接作为独立的逻辑功能组件，也可以与控制器共存。此外，在进行流表更新时，需要在所述资源池中进行备份。将资源池作为一个独立的逻辑功能组件分离出来的另一个好处是可以更快地将资源管理、分配、调度等算法应用到网络中。所述虚拟化的无线资源管理策略由资源池进行控制并将无线资源分配的结果下发给相关CPE和AE进行实施。
[0055]数据网关:所述数据网关主要负责与除移动通信网络的其它类型的网络进行连接以及连接到因特网从而为网络中的用户提供更多种类的业务、应用和内容时的数据传输。此外，所述数据网关具有在不同类型网络间转换数据包格式的能力以实现数据包的转发传输。
[0056]服务网关:所述服务网关主要负责与除移动通信网络的其它类型的网络进行连接以及连接到因特网从而为网络中的用户提供更多种类的业务、应用和内容时的信令传输。此外，所述服务网关具有在不同类型网络间转换数据包格式的能力以实现数据包的转发传输。
[0057]当采用本专利中所述架构进行移动通信接入网部署或实际组网时，需要遵从下述步骤:
[0058]1.网络初始化以及全网拓扑图的构建
[0059]1.1.全网的集中处理单元通过接口向相邻节点发送Initial信令，Initial信令中要带有所述集中处理单元的ID。
[0060]1.2.集中处理单元在收到所述Initial信令后，回复给发送所述信令的集中处理单元一条ACK信令，所述ACK信令中带有所述集中处理单元的ID。
[0061]1.3.集中处理单元收集整理收到的所有的ACK信令，并从中提取相应的集中处理单元的ID，与自己的ID封装成同一个数据包发送给控制器。
[0062]1.4.控制器收集整理所有收到的数据包，并从中提取所有集中处理单元的连接关系，可以通过图论等算法生成整个网络中集中处理单元的拓扑结构图。
[0063]2.全网流表的生成
[0064]2.1.控制器在生成集中处理单元的拓扑结构图之后，下发一条ACK信令给所有集中处理单元。此时，集中处理单元通过其CPE与AE间接口发送FTEstablish信令用以搜寻与其连接的天线单元，所述FTEstablish信令中带有所述天线单元的ID。
[0065]2.2.收到所述FTEstablish信令的所有天线单元回传ACK信令到所述集中处理单元，所述ACK信令中带有所述天线单元的ID。
[0066]2.3.集中处理单元收集整理所有收到的ACK信令并从中提取所述天线单元的ID，并与所述集中处理单元的ID封装成数据包上传至控制器。
[0067]2.4.控制器在收到所述数据包后，从中提取天线单元与集中处理单元的连接关系，并根据OpenFlow协议生成整个网络的所有流表。
[0068]3.网络初始化完成
[0069]3.1.控制器将生成的流表存储到资源池中，并下发给集中处理单元。
[0070]3.2.集中处理单元在收到所述OpenFlow控制器下发的流表后，保留与自己相关的流表项并将其余的流表项丢弃以降低存储压力，并方便后续数据传输的快速转发。
[0071]流表下发完成后续可以进行虚拟化无线资源管理、以用户为中心的移动性管理、用户平面与控制平面的分离及自适应调整以及自适应的业务卸载等策略。
[0072]实施例2:
[0073]本实施例针对由宏基站(Macro cell)、微基站(Micro cell)、微微基站(Picocell)、毫微微基站(Femto cell)、中继站点(Relay Station)以及WLAN混合组网的条件下的一种移动通信网络架构，如图3所示:
[0074]不同类型的AE承担所述天线单元的功能，CPE承担所述集中处理单元的功能，X2接口承担所述CPE间接口的功能，Xl接口承担所述CPE与AE间接口的功能，控制接口承担所述控制接口的功能，S-GW承担所述服务网关的功能，P-GW承担所述数据网关的功能，OpenFlow Controller承担控制器的功能，Resource Pool承担资源池的功能。
[0075]其中各种类型天线单兀(MacroAE, Micro AE, Pico AE, Femto AE, Relay AE，WLANAE)与各个集中处理单元进行连接(通过光纤拉远的方式或无线连接的方式)，各个集中处理单元间通过X2接口进行连接(为提高集中处理单元间的数据传输速度，采用光纤的方式的进行连接)，集中处理单元通过光纤与架构中的网关以及OpenFlow控制器连接(本实施例中的OpenFlow控制器以独立的功能实体存在，在实际应用中也可以集成在各个集中处理单元中，由集中处理单元分担相应的功能)，资源池与OpenFlow控制器通过光纤连接。
[0076]在一切组件都按照图3所示连接后，网络进行拓扑结构以及流表初始化设置:
[0077]1.网络初始化以及全网拓扑图的构建
[0078]1.1全网的CPE通过X2接口向相邻节点发送Initial信令，Initial信令中要带有所述CPE的ID。
[0079]1.2CPE在收到所述Initial信令后，回复给发送所述信令的CPE—条ACK信令，所述ACK信令中带有所述CPE的ID。
[0080]1.3CPE收集整理收到的所有的ACK信令，并从中提取相应的CPE的ID，与自己的ID封装成同一个数据包发送给OpenFlow Controller。
[0081]1.40penFlow Controller收集整理所有收到的数据包，并从中提取所有CPE的连接关系，通过一定的图论算法生成整个网络中CPE的拓扑结构图。
[0082]2.全网流表的生成
[0083]2.1OpenFlow Controller在生成CPE的拓扑结构图之后下发一条ACK信令给所有CPE。此时，CPE通过与各AE的接口发送Initialv2信令用以搜寻与其连接的AE，所述Initialv2信令中带有所述AE的ID。
[0084]2.2收到所述Initialv2信令的所有AE回传ACK信令到所述CPE，所述ACK信令中带有所述AE的ID。
[0085]2.3CPE收集整理所有收到的ACK信令并从中提取所述AE的ID，并与所述CPE的ID封装成数据包上传至OpenFlow Controller。
[0086]2.40penFlow Controller在收到所述数据包后,从中提取AE与CPE的连接关系，并根据OpenFlow协议生成整个网络的所有流表。
[0087]3.网络初始化完成
[0088]3.1OpenFlow Controller将生成的流表存储到资源池中，并下发给CPE。[0089]3.2CPE在收到所述OpenFlow Controller下发的流表后,保留与自己相关的流表项并将其余的流表项丢弃以降低存储压力，并方便后续数据传输的快速转发。
[0090]以所述移动通信接入网架构中的任意UE为例，当UE发起服务请求时，ResourcePool会根据所述UE所处的无线环境，其周围的可用AE和CPE及无线资源实施虚拟化无线资源管理算法为所述UE分配AE，AE上可用的时隙、带宽、码字等资源。同时，当UE发起的服务请求中带有其QoS需求是,在OpenFlow Controller的控制下,会根据所述UE的QoS需求实施业务分片策略，提升不同种类业务的用户满意度。
[0091]由于OpenFlow Controller针对整个网络的拓扑图进行实时更新，因而能够通过对CPE和AE的控制对整个网络的干扰情况进行集中式的管理，从而使得整个网络的干扰最小化。
[0092]当所述UE进行移动时，OpenFlow Controller实时的监控UE的移动状态以及周围的可用无线资源，通过对流表的快速更新和下发实施以用户为中心的移动性管理策略，用以消除传统的移动通信网络架构中的小区边界效应。
[0093]当所述UE移动到多个不同类型的天线单元覆盖下时,OpenFlow Controller根据各个天线单元的特性以及UE所请求的业务特性实施自适应业务卸载策略，将不同类型的业务分配给最合适的天线单元。
[0094]此外,通过OpenFlow Controller的控制,接入网中的用户平面可以根据UE以及业务的实时分布状况进行自适应调整，在满足用户覆盖的前提下最小化不同天线单元间的干扰；与此同时，需要保证控制平面的覆盖能够兼顾到各个不同用户平面间的控制以及协调，以保证整个接入网的正常运转。
[0095]本发明的有益效果是所述的接入网架构还包含支持各节点完全协作的虚拟化接入网，实现了传统基站接入资源的虚拟化，将其划分为负责信号收发功能的天线单元和负责计算处理功能的集中处理单元。通过网络虚拟化技术，天线单元与集中处理单元是可重配置并能灵活扩展的。
[0096]所述架构中的组件一一负责全网资源调度与OpenFlow协议支撑的控制器与资源池。其中控制器生成和更新的流表中包含所述天线单元与集中处理单元的身份识别信息(ID)，时隙、载波、码字、空间角度等资源。
[0097]所述架构下提出了面向移动通信架构的OpenFlow协议,包括全新的流表内容的定义以及流表信息的交互。
[0098]所述架构包括各种制式、各种类型的天线单元间的相互协作。针对不同类型的天线单元覆盖同一区域的情况，采用协作通信的方式共同为用户提供资源。然而，与同构网不同，不同类型的天线单元具有不同的最大发射功率，而且发射天线数也不同，因此需要通过回程链路交换控制信令进行协作已达到共享无线资源、抑制干扰、增加系统容量等目的。
[0099]所述架构将OpenFlow等南向接口协议应用到移动通信接入网架构中，支持完全协作的虚拟化接入网，实现接入资源虚拟化，将其分解为集中处理单元和天线单元，可以进行更灵活的重配置与扩展，实现了移动通信接入网络中控制与转发的分离。
[0100]虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
【权利要求】
1.一种移动通信接入网架构，其特征在于，该架构包括:天线单元AE、集中处理单元CPE、控制器、资源池及网关； 所述AE与所述CPE相连，用于无线信号的发送和接收，同时为用户设备UE提供覆盖； 所述CPE与所述控制器、所述资源池及所述网关相连，用于处理接收到的无线信号； 所述控制器用于实现OpenFlow协议以及对所述CPE的控制； 所述资源池用于对无线资源的管理、分配及调度； 所述网关用于连接除移动通信网络的其它类型的网络以及连接到因特网。
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述天线单元AE辅助所述集中处理单元CPE构建并维护该架构的用户平面，所述集中处理单元CPE构建并维护该架构的控制平面，实现该架构控制平面与用户平面的分离。
3.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述天线单元AE的资源包括发射功率、带宽、时隙、码字以及空间角度，所述AE的状态包括开启ON状态和关闭OFF状态，所述AE的覆盖范围根据所述发射功率的大小确定，所述AE的类型根据所述发射功率的大小确定。
4.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述集中处理单元CPE、控制器或资源池通过动态调整发射功率来改变所述天线单元AE的类型。
5.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，一个或多个天线单元AE连接同一个集中处理单元CPE，所述CPE还用于调度协调多个天线单元AE进行协同通信。
6.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述集中处理单元CPE的状态包括休眠状态，所述CPE进入休眠状态的条件是与所述CPE相连的所有天线单元AE处于OFF状态。
7.根据权利要求1所述的架构，其特征还在于，所述控制器进一步包括流表，所述流表基于OpenFlow协议，用于辅助进行资源分配、调度以及路由寻址，所述流表包括匹配域、指令、计数器及相邻CPEID，其中，所述匹配域用于与网络中传输的数据包进行匹配比较，所述匹配域包括AE ID、CPE ID及可用资源，AE ID代表天线单元的身份标识，CPE ID是所述天线单元所属的集中处理单元的身份标识，可用资源是所述天线单元的可用资源；所述指令是匹配域匹配的数据包即将进行的动作；所述计数器用于统计数据流量；相邻CPEID是与所述匹配域的集中处理单元直接相连的集中处理单元的ID。
8.根据权利要求7所述的架构，其特征在于，所述流表的更新模式包括主动和被动两种模式，所述主动更新模式是由所述控制器发起的周期性流表更新模式；所述被动更新模式是由天线单元AE或集中处理单元CPE主动上传状态信息以触发控制器进行流表更新的模式；所述被动更新模式包括两种发起模式，其一是由新加入该架构的天线单元AE或者集中处理单元CPE发起的模式,其二是由天线单元AE进入OFF状态或者集中处理单元CPE进入休眠状态发起的模式。
9.根据权利要求8所述的架构，其特征在于，所述集中处理单元CPE进一步包括存储转发子单元，所述存储转发子单元用于存储所述控制器下发的流表、用户设备UE或核心网下发的数据及数据的转发。
10.根据权利要求7所述的架构，其特征在于，所述资源池还用于流表的存储备份。
11.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述集中处理单元CPE进一步包括CPE接口子单元，不同的集中处理单元CPE通过所述CPE接口子单元相连，所述CPE接口子单元用于信令及数据传输；所述网关包括数据网关和服务网关，所述数据网关用于转换不同类型网络间数据包格式及数据包的转发传输，所述服务网关用于不同类型网络间的信令传输。`
【文档编号】H04W16/18GK103874078SQ201410052534
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】许晓东, 张慧鑫, 戴巡, 陶小峰, 张平 申请人:北京邮电大学