一种高低频协同组网系统及方法与流程

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种高低频协同组网的系统及方法。本发明可用于无线通信系统中通过低频控制基站和高频数据基站的相互协作，满足用户多样化的数据业务请求。

背景技术

近几年，随着移动通信技术的快速发展，终端设备与应用种类趋于多样化，用户需求自然也呈现出多样性以及时变性，移动数据流量激增，这些需求都推动了下一代通信系统的发展。但是当前无线通信频谱的现状是：低频段频谱资源大多被占用，越来越紧张，而高频段频谱资源还未被开发利用，有较大的利用空间。未来的移动通信网络必将向高频段发展，形成高低频共存的局面。因此，高低频融合组网必将是未来5g移动通信系统发展的趋势。

国网新疆电力公司昌吉供电公司在其申请的专利文献“一种电力无线专网混合组网的方法及系统”(申请日：2017年10月17日，申请号：201710962417.x，公开号：cn107708129a)中公开了一种电力无线专网混合组网的方法及系统。该方法将宏基站的工作频段设置为1.8ghz频段，将微基站的工作频段设置为230mhz频段；设置客户终端设备，根据客户终端设备实现宏基站与微基站之间的通信连接，并通过客户终端设备执行230mhz频段与1.8ghz频段之间的转换。该系统的不足之处是：系统中的宏基站在提供高速率数据业务时，覆盖范围小，系统中的微基站在完成大范围覆盖时，只能为用户提供低速率数据业务，造成频谱效率低的问题。该方法的不足之处是：该方法中宏基站和微基站数据面和用户面紧耦合，不利于集中管理控制及新业务的灵活扩展。

中国移动通信集团公司在其申请的专利文献“一种异频组网方法”(申请日：2013年6月28日，申请号：201310268802.6，公开号：cn104254080a)中公开了一种异频组网方法。该方法对从指定区域内任意选取的一个基站的各个小区的频点进行设置，使得所选基站的至少一个小区的频点与所选基站的其它小区的频点不相同；对已设置频点的基站的各个未设置频点的紧密邻近基站的小区的频点进行设置，使得各个基站的每个小区均具有相同数量的同频紧密邻区和相同数量的异频紧密邻区。该方法的不足之处：该方法并不能有效地减小异频组网中的各个小区的受扰程度，影响用户服务质量，使得用户的业务体验较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种高低频协同组网系统与方法。高频数据软基站和低频数据软基站可以同时使该系统获得网络的广覆盖和高带宽，在提升区域覆盖范围的同时，大幅提升系统整体频谱效率，为接入用户提供无缝高速体验。本发明的高低频协同组网方法，目标高频数据软基站调度满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务，使得本发明方法可以在为用户提供数据业务服务时，提高用户服务质量，使用户获得较好的业务体验。

为了实现上述目的，本发明系统和方法的思路是：引入软件定义网络sdn控制面与数据面分离的思想，将控制面与数据面相耦合的基站按照控制和数据功能分解为控制基站和数据基站，利用软件定义无线电技术和设备实现控制基站和数据基站的软件化，得到控制软基站和数据软基站。考虑到高低频率的特性，将控制软基站的工作频率设定为低频点，可以获得网络的广覆盖，将数据软基站的工作频率设定为高频点，可以获得网络的高带宽。当完成接入过程的用户需要数据业务服务时，向低频控制软基站发送数据业务请求，低频控制软基站将数据业务请求转发给中心控制器，同时向用户发送反馈信息，用户收到反馈信息后将工作频点由低频点跳转到高频点。中心控制器确定目标高频数据软基站，并将用户的数据业务请求转发给目标高频数据软基站，目标高频数据软基站判断是否存在满足用户需求的网络切片，若是，则目标高频数据软基站直接调度满足用户的网络切片为用户提供数据业务服务，否则，目标高频数据软基站根据用户的数据业务，构建满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务。

本发明的系统包括高频数据软基站，低频控制软基站，中心控制器，用户；其中，

所述的低频控制软基站，用于在接收到用户发送的接入请求后，将用户接入低频控制软基站提供的控制网络，在接收到接入用户发送的数据业务请求后，将数据业务请求转发到中心控制器，同时向接入用户发送反馈信号。

所述的中心控制器，用于根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数确定目标高频数据软基站，并向目标高频数据软基站转发用户的数据业务请求，在接收到目标高频数据软基站发送的反馈信息后，中心控制器向目标高频数据软基站发送一个调度请求。

所述的高频数据软基站，用于判断满足用户需求的网络切片是否存在，若是，目标高频数据软基站向中心控制器发送反馈信息，在接收到中心控制器发送的调度请求后，目标高频数据软基站建立与用户的通信链路，目标高频数据软基站调度满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务，否则，目标高频数据软基站根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数，构建满足用户需求的网络切片。

所述用户，用于向低频控制软基站发送接入请求，当接入用户需要数据业务服务时，向低频控制软基站发送数据业务请求，在接收到低频控制软基站发送的反馈信号后，将接入用户的工作频率由低频点跳转到高频点。

本发明方法的步骤包括如下：

(1)接入用户：

(1a)工作于低频点的用户向低频控制软基站发送接入请求；

(1b)低频控制软基站在接收到用户发送的接入请求后，将用户接入低频控制软基站提供的控制网络；

(2)当接入用户需要数据业务服务时，向低频控制软基站发送数据业务请求；

(3)转发数据业务请求：

(3a)低频控制软基站在接收到接入用户发送的数据业务请求后，将数据业务请求转发到中心控制器，同时向接入用户发送反馈信号；

(3b)接入用户在接收到低频控制软基站发送的反馈信号后，将接入用户的工作频率由低频点跳转到高频点；

(4)中心控制器根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数确定目标高频数据软基站，并向目标高频数据软基站转发用户的数据业务请求；

(5)目标高频数据软基站判断满足用户需求的网络切片是否存在，若是，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(6)；

(6)目标高频数据软基站根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数，构建满足用户需求的网络切片；

(7)调度满足用户需求的网络切片：

(7a)目标高频数据软基站向中心控制器发送反馈信息；

(7b)在接收到反馈信息后，中心控制器向目标高频数据软基站发送一个调度请求；

(7c)在接收到中心控制器发送的调度请求后，目标高频数据软基站建立与用户的通信链路；

(7d)目标高频数据软基站调度满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务；

(8)用户接收数据业务服务。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

第一，由于本发明的系统中的低频控制软基站提供网络的广覆盖，高频数据软基站提供网络的高带宽，可以同时使本发明的系统获得网络的广覆盖和高带宽，克服了现有技术的系统中频谱效率低的问题，使得本发明在提升网络区域覆盖范围的同时，大幅提升系统整体频谱效率。

第二，由于本发明的方法中目标高频数据软基站，调度可以满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务，克服了现有技术的方法中用户业务体验较差的问题，使得本发明的方法可以在为用户提供数据业务服务时，提高用户服务质量，使用户获得较好的业务体验。

第三，由于本发明的方法将控制面与数据面相耦合的基站，按照控制和数据功能分解为控制软基站和数据软基站，克服了现有技术所使用的方法中不利于集中管理控制及新业务的灵活扩展的问题，使得本发明方法具有灵活的扩展性，同时可以实现对整个网络的集中管控。

附图说明：

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参照图1对本发明的系统做进一步的描述。

本发明的系统包括高频数据软基站，低频控制软基站，中心控制器和用户；其中，

所述的低频控制软基站，用于提供网络的广覆盖，在接收到用户发送的接入请求后，将用户接入低频控制软基站提供的控制网络，在接收到接入用户发送的数据业务请求后，将数据业务请求转发到中心控制器，同时向接入用户发送反馈信号；

所述的中心控制器，用于根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数确定目标高频数据软基站，并向目标高频数据软基站转发用户的数据业务请求，在接收到目标高频数据软基站发送的反馈信息后，中心控制器向目标高频数据软基站发送一个调度请求；

所述的高频数据软基站，用于提供网络的高带宽，判断满足用户需求的网络切片是否存在，若是，目标高频数据软基站向中心控制器发送反馈信息，在接收到中心控制器发送的调度请求后，目标高频数据软基站建立与用户的通信链路，目标高频数据软基站调度满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务，否则，目标高频数据软基站根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数，构建满足用户需求的网络切片；

所述用户，用于向低频控制软基站发送接入请求，当接入用户需要数据业务服务时，向低频控制软基站发送数据业务请求，在接收到低频控制软基站发送的反馈信号后，将接入用户的工作频率由低频点跳转到高频点。

参照附图2，对本发明方法的步骤作进一步的描述。

步骤1，接入用户。

在低频控制软基站网络覆盖范围内的工作于低频点的用户向低频控制软基站发送接入请求。

低频控制软基站在接收到用户发送的接入请求后，将用户接入低频控制软基站提供的控制网络，建立与用户的通信链路。

步骤2，当接入用户需要数据业务服务时，通过与低频控制软基站之间的通信链路，向低频控制软基站发送数据业务请求。所述的数据业务请求包括用户请求的数据业务所需要的计算、存储、通信资源参数。

步骤3，转发数据业务请求。

低频控制软基站在接收到接入用户发送的数据业务请求后，将数据业务请求转发到中心控制器，同时向接入用户发送反馈信号。

接入用户在接收到低频控制软基站发送的反馈信号后，将接入用户的工作频率由低频点跳转到高频点，等待与高频数据软基站建立通信链路，接收高频数据软基站提供的数据业务服务。

步骤4，中心控制器根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数确定能够满足用户数据业务需求的最优的高频数据软基站，即目标高频数据软基站，并向目标高频数据软基站转发用户的数据业务请求。

步骤5，根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数，目标高频数据软基站判断满足用户需求的网络切片是否存在，若是，则执行步骤7，否则，执行步骤6。所述的满足用户需求的网络切片是指，在通信、计算、存储资源三方面均能满足用户速率及服务质量需求的网络切片。

步骤6，目标高频数据软基站根据数据业务请求中的通信、计算和存储资源参数，构建满足用户需求的网络切片。

步骤7，调度满足用户需求的网络切片。

目标高频数据软基站向中心控制器发送反馈信息。

在接收到反馈信息后，中心控制器向目标高频数据软基站发送一个调度请求。

在接收到中心控制器发送的调度请求后，目标高频数据软基站建立与用户的通信链路。

目标高频数据软基站调度满足用户需求的网络切片为用户提供数据业务服务。

步骤8，用户接收数据业务服务。