本发明涉及无线网络中的网络切片，尤其涉及在无线接入网(RAN)中用于网络切片的方法和设备。
背景技术：
如今，在第三代合作伙伴计划(3GPP)关于第五代移动通信(5G)的讨论中，网络切片是一个非常热门的话题。当5G被广泛提及的时候，网络切片是其中讨论最多的技术。像KT、SK Telecom、China Mobile、DT、KDDI、NTT等网络运营商，以及Ericsson、Nokia、Huawei等设备商都认为网络切片是5G时代的理想网络架构。这个新技术可以让运营商在一个硬件基础设施切分出多个虚拟的端到端网络，每个网络切片从设备到接入网到传输网再到核心网在逻辑上隔离，适配各种类型业务的不同特征需求。
从以往到目前的4G网络，移动网络主要服务移动手机，一般来说只为手机做一些优化。然而在5G时代，移动网络需要服务各种类型和需求的设备。大家提的比较多的应用场景包括移动宽带、大规模物联网、任务关键的物联网。他们都需要不同类型的网络，在移动性、计费、安全、策略控制、延时、可靠性等方面有各不相同的要求。例如一个大规模物联网业务连接固定传感器测量温度、湿度、降雨量等。不需要移动网络中那些主要服务手机的切换、位置更新等特性。另外像自动驾驶以及远程控制机器人等任务关键的物联网业务需要几毫秒的端到端延时，这就和移动宽带业务大不相同。
对于每一个网络切片，像虚拟服务器、网络带宽、业务质量等专属资源都得到充分保证。由于切片之间相互隔离，所以一个切片的错误或故障不会影响到其它切片的通信。
传统的硬件和无线接入网络设备诸如基带单元(BBU)、射频拉远头(RRH)和天线必须归属于某个基站，这种存在于硬件/无线资源与基站之间的静态的映射关系难以实现5G网络切片的重要特性，包括但不限于网络切片的动态创建、更新和移除。与此同时，这种静态的映射关系也无法充分利用上述的硬件和无线资源。此外，由于这种静态的映射关系的存在，网络规划(network planning)所带来的工作负荷非常高。
截至目前，对于网络切片的讨论还仅限于核心网，鲜有对无线接入网的网络切片的关注，这一问题又突出体现在缺少实用的方案来建立硬件和/或无线资源的模型作为编排器(orchestrator)的输入。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的上述问题，根据本发明的实施例，提供了通过针对网络切片建立资源模型的解决方案。具体地，硬件/无线资源与基站之间的静态的对应/映射关系被打破，原本对应于不同基站的硬件/无线资源例如无线接入网虚拟网络功能(RAN VNF)、基带单元(BBU)、射频拉远头(RRH)和天线等将被作为一个整体的和动态的硬件/无线资源池进行组织并报告给编排器，由编排器来集中化管理这个池中的全部硬件/无线资源，进而根据网络切片的不同需要来充分利用、动态协调所有这些硬件/无线资源。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于网络切片的资源分配方法，包括：将原本与基站静态绑定的资源统一纳入动态资源池；由编排器根据不同网络切片的需求，来从所述动态资源池中为所述网络切片分配资源。
根据该第一方面的具体实施例，步骤a还包括：当有新的资源可用于所述动态资源池时，由所述新的资源所在的网络设备向网络侧发起汇报；基于所述汇报更新所述动态资源池。
根据该第一方面的具体实施例，在步骤b中，所述动态资源池中服务于不同业务类型的资源被相互独立地分配。
根据该第一方面的具体实施例，所述资源包括以下各项中的至少一项：虚拟网络功能(VNF)、基带单元(BBU)、射频拉远头(RRH)和天线。
根据该第一方面的具体实施例，该方法用于无线接入网的网络切片。
根据本发明公开的第二方面，提供了一种无线网络中的编排器，包括：第一单元，配置为将原本与基站静态绑定的资源统一纳入动态资源池；第二单元，配置为根据不同网络切片的需求，来从所述动态资源池中为所述网络切片分配资源。
根据该第二方面的具体实施例，第一单元还配置为：当有新的资源可用于所述动态资源池时，获得所述新的资源所在的网络设备向网络侧发起的汇报；基于所述汇报更新所述动态资源池。
根据该第二方面的具体实施例，第二单元还配置为，将所述动态资源池中服务于不同业务类型的资源相互独立地分配。
根据该第二方面的具体实施例，所述资源包括以下各项中的至少一项：虚拟网络功能、基带单元、射频拉远头和天线。
根据该第二方面的具体实施例，该编排器用于无线接入网的网络切片。
根据本发明公开的第三方面，提供了一种无线网络，包括前面任一项所述的编排器。
与现有技术相比，根据本发明公开的实施例的方法和设备通过对硬件资源和无线资源建立模型，使编排器得以基于各个网络切片的不同需求来管理和充分利用硬件资源和无线资源，这使得无线接入网的网络切片变得可行。与此同时，由网络规划所导致的负荷也会显著降低，节约了网络设备的处理能力等。
附图说明
通过阅读以下参照附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了根据本发明公开的实施例的用于网络切片的资源分配方法流程图；
图2示出了根据本发明公开的实施例的用于网络切片的编排器的模块框图；
图3示出了根据本发明公开的实施例的为RAN VNF资源建立的模型；
图4示出了根据本发明公开的实施例为BBU资源建立的模型；
图5示出了根据本发明公开的实施例为RRH资源建立的模型；
图6示出了根据本发明公开的实施例为天线资源建立的模型；
图7示出了根据本发明公开的实施例实现新设备的即插即用及创建网络切片的流程图；
图8a为根据本发明公开的实施例从动态资源池中分配资源的一个例子；
图8b为根据本发明公开的实施例从动态资源池中分配资源的另一个例子；
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
以eMBB(增强移动宽带)、mMTC(大规模物联网)、uRLLC(高可靠性低延时通信)和基础覆盖的信令为例，这四种业务特性之间存在着巨大的差异，它们对于资源的占用情况迥异，因此，将需要的资源切分为单独的分片并单独地管理每一个分片将可以最大化满足每种业务的个性需求。本发明公开中的上下文的例子中，主要涉及以下4种典型的无线资源进行介绍，本领域技术人员理解，其它无线资源和硬件资源也可按此方式进行类似的模型建立和统一管理和分配。
这四种示例性的无线资源分别是：RAN VNF资源，BBU资源，RRH资源，天线资源，在不造成歧义的前提下，这些资源也简称为RAN VNF(或VNF)，BBU，RRH和天线。
图1示出了根据本发明公开的一种用于网络切片的资源分配方法的简要流程图。该方法典型地用于无线接入网的网络切片，从而填补了现有技术中因只关注核心网而留下的空白。
其中，在步骤S1中，将原本与基站静态绑定的资源统一纳入动态资源池。这里所称的资源包括但不限于前述的硬件和/或无线资源，其中无线资源例如上述的四个例子中的一项或多项。
在步骤S2中，由编排器根据不同网络切片的需要，来从所述动态资源池中为所述网络切片分配资源。其中，不同网络切片可以指以下各项中的至少一项：用于增强移动宽带的网络切片、用于大规模物联网的网络切片、用于高可靠性低延时通信的网络切片及用于基础覆盖的信令的网络切片。
图3-6示出了为4种无线资源建立的模型。其中，图3示出了为RAN
VNF资源的模型
VNF资源的模型中，需要为VNF资源所支持的每一种业务(分别对应一种网络切片)定义以下参数：最大用户数量、忙时的最大数据量和VNF实例的最大数量。
BBU资源的模型
BBU资源的模型中，需要为BBU资源所支持的每一种业务(分别对应一种网络切片)定义以下参数、信息：支持的无线接入技术(例如2G，3G,4G或5G)、相应业务所需的BBU节点的数量。
RRH资源的模型
RRH资源的使用与用户的频谱规划十分相关。因此，在RRH资源节点上报时，需要先上报各自的属性，比如：每个RRH可支持的无线接入技术类型(2G/3G/4G/5G等)，各自支持的频段、频点、带宽和天线数目，还有每个RRH可以支持的最大载波个数等等。另外，RRH也可以上报自己可支持的业务类型。
天线资源的模型
天线资源很多时候和RRH资源有一定的耦合度。首先可使用的天线资源，受限于天线与RRH的物理连接，所以，在天线节点的上报信息中需要包含其可连接的RRH ID，另外也要标示自己支持的频段、频点、带宽和天线数目等。
需要注意，不同的网络切片可能会映射到相同的RAN VNFM，也可以映射到不同的RAN VNF，具体由编排器结合部署需求和VNF的最大处理能力决定。。
上述的各种信息的报告可以发生在图1所示的步骤S1中。
图2示出了一种根据本发明公开的实施例的用于网络切片的编排器4的简要的模块化框图。如图所示，编排器4包括第一单元42和第二单元44。其中，第一单元42配置为将原本与基站静态绑定的资源统一纳入动态资源池，对应于图1所示方法的步骤S1的内容；第二单元44配置为根据不同网络切片的需要，来从所述动态资源池中为所述网络切片分配资源，对应于图1所示方法的步骤S2的内容。
其中，第一单元42还配置为：当有新的资源可用于所述动态资源池时，获得所述新的资源所在的网络设备向网络侧发起的汇报，以及基于所述汇报更新所述动态资源池。
图7示出了一种根据本发明公开的实施例实现新设备的即插即用的流程图，具体地，它体现为硬件和/或无线资源的自动编排，体现即插即用。
基于结合流程图1及图3-6所示的各种资源的模型，当有新的资源节点(即，提供新的硬件和/或无线资源的设备)加入到网络中(S10和S12)，需要根据图3-图6所示的内容向编排器汇报其RAN VNF，BBU，RRH，天线等资源中至少一项的能力和属性(S14)。基于来自RAN的上述汇报，编排器(同见图1、图2所作的相关描述)得以更新动态资源池中的各类资源的信息，从而统一管理和充分利用所有硬件和/或无线资源，并实现网络切片(S16，S2)。
因此，当用户(例如运营商)因业务发展需要增加一种新的网络切片类型，用户可以先在步骤S10中布置/添加这样的硬件/无线资源节点，在设备打开后，通过S12中的即插即用步骤，用户向编排器4输入业务需求(例如最大用户数、忙时的最大数据量等)。编排器4会将来自运营商的业务需求和来自资源节点的汇报合并，集中地编排所有资源，充分利用所有的硬件和/或无线资源，充分降低网络规划的负担。
图8a和8b中，两种不同的从集中化的动态资源池中分配资源的例子被示出，其中椭圆型曲线所划出的是来自一个资源节点的某种无线资源。可见，在不同的例子中(例如，根据来自运营商的配置和/或来自网络节点的汇报)，网络切片所对应的实际资源变得十分灵活。作为一个例子，在图8a中，VNF2，BBU节点1，RRU3和Ant3这三组资源被分配给eMBB网络切片，而VNF1和BBU节点2则分别被分配给其它三个类型的业务共用。而到了图8b中，由于资源需求、属性汇报等的变化，这种资源节点与网络切片之间的关系被重建和更新，使得资源得以被最充分地利用。
应当注意，本发明公开中，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、被并发地或者同时被实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时，所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。另外，所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
在上下文中所称“计算机设备”，也可以称为“电脑”，是指可以通过运行预定程序或指令来执行数值计算和/或逻辑计算等预定处理过程的智能电子设备，其可以包括处理器与存储器，由处理器执行在存储器中预存的存续指令来执行预定处理过程，或是由ASIC、FPGA、DSP等硬件执行预定处理过程，或是由上述二者组合来实现。计算机设备包括但不限于服务器、个人电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。
所述计算机设备包括用户设备与网络设备。其中，所述用户设备包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；所述网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(Cloud Computing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。其中，所述计算机设备可单独运行来实现本发明，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。其中，所述计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。
需要说明的是，所述用户设备、网络设备和网络等仅为举例，其他现有的或今后可能出现的计算机设备或网络如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并以引用方式包含于此。
后面所讨论的方法(其中的一些是通过流程图示出的)通常可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或者其任意组合来实施。当用软件、固件、中间件或微代码来实施时，用以实施必要任务的程序代码或代码段可以被存储在机器或者计算机可读介质(比如存储介质)中。(一个或多个)处理器可以实施必要的任务。
这里所公开的具体结构以及功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
应当理解的是，当一个单元被称为“连接”或者“耦合”到另一个单元时，其可以直接连接或者耦合到所述另一单元，或者可以存在一中间单元。与此相对，当一个单元被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一单元时，则不存在一中间单元。应当按照类似的方式来解释被用于描述单元之间的关系的其他类似词语(例如“处于...之间”相比于“直接处于...之间”，“与...邻近”相比于“与...直接邻近”等等)。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则，这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或者更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。
需要注意的是，本发明可以在软件和/或者软件与硬件的组合体中被实施，例如，本发明的各个装置可采用专用集成电路(ASIC)或者任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器、磁或者光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
对于本领域技术人员而言，显然，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一方面来看，均应该将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明来限定，因此，旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应该将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一以及第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
虽然前面特别示出并且描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将会理解的是，在不背离权利要求书的精神和范围的情况下，在其形式和细节方面可以有所变化。这里所寻求的保护在所附权利要求书中做了阐述。