一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信技术领域，涉及一种分布式网络联合系统，特别是涉及一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法。
【背景技术】
[0002]移动通信技术飞速发展，已经历了 4个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址(FDMA)技术，向用户提供移动语音业务服务，语音通信从有线时代进入无线移动时代。第二代(2G)起源于20世纪90年代初期，主要采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)技术，移动语音通信从模拟时代进入数字时代，除了向用户提供更高质量的数字语音业务服务，还能提供低速的数据接入服务，如短数据报文业务和WAP业务。第三代移动通信系统(3G)起源于20世纪末，相比2G，可以提供更高的空口数据吞吐率和更丰富的业务服务，标志着移动通信进入移动互联网时代，不仅能够提供更高质量的话音服务，还能提供高速数据业务服务，如视频会议业务、静止的图像浏览、移动互联联网社交业务和移动电子商务等。第四代移动通信系统(4G，LTE)起源于本世纪初，提供一种全IP的扁平化无线架构，采用正交频分复用(OFDM)技术，全球移动通信制式呈现大一统的状态，移动互联网进入宽带接入时代，目标是提供固网管带的接入体验。依托于4G LTE的高吞吐量(上下行最高吞吐量可达300Mbps/600Mbps)和更低的端到端延迟(小于100ms)，可以为用户提供相比3G更丰富、更高质量和更高容量的业务服务，如全高清的视频业务、移动云计算、移动物联网服务。
[0003]随着第四代移动通信的部署和商用化，第五代移动通信也进入人们的视野。对5G的总体目标，相关的研究机构和标准化组织已经达成了共识:到2020年，网络容量将达到如今规模的1000倍，用户数据速率将是如今的100倍，同一时刻的设备互联级别的数量可达到现在的100倍，终端的功耗下降10倍。相对于2，3，4G技术而言，5G的概念是一个综合的整体性范围，它是现有无线技术的演进、整合和开发补充性的新技术，到2020年，为终端用户提供超宽带无线接入体验，提供虚拟现实、3D/4k等增强现实体验等当今渴望而不可及的无线服务。庞大的5G无线网络是由大量的不同制式和标准的无线网络的末端射频单元共同组成了一张分布式无线网络系统。
[0004]传统的无线网络架构为核心网加无线接口部分，其中无线接口设备由基站构成。每个基站是一个独立的物理实体，在分布式网络中，基站和基站之间的交互和联合处理，通过基站之间的传输线路交互大量的信息来完成，这种模式，随着无线设备节点的增加，会极大的降低资源的利用率和数据处理的效率。
[0005]综上所述，需要一种分布式无线网络联合处理的系统，能对不同技术组成的分布式无线网络进行统一管理和维护，统一资源调度，统一处理，达到提高系统资源利用率，降低系统维护成本的目的。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，用于解决现有分布式无线网络系统，在联合处理过程中，基站设备间进行大规模联合联合处理时，大量数据交互所带来的处理处理瓶颈的问题，并且，针对无线网络负荷量分布不均匀的特点，对分布式无线网络资源进行统一管理、维护和调度。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，所述通信控制方法包括:构建一控制层实现对整个分布式无线系统以及系统中无线资源的管理控制；构建一与所述控制层通信的数据层，用于在控制层的控制下将下行空口协议数据转换成下行基带信号数据，或将上行基带信号数据转换成上行空口协议数据；构建一射频层，用于将用户终端输出的上行射频信号数据转换为上行基带信号数据输出给数据层，或将数据层输出的下行基带信号数据转换成下行射频信号数据输出给用户终端；构建一与所述数据层和射频层分别通信的交换层，用于在数据层和射频层之间交互上下行基带信号数据；构建一与所述控制层，数据层，交换层，射频层分别通信的时间同步设备，用于实现所述控制层，数据层，交换层，射频层之间的时间同步。
[0008]优选地，所述控制层由至少I个无线网络中心控制器实现；所述数据层由至少I个基带数据计算中心单元实现；所述射频层由至少I个射频单元实现；所述交换层由至少I个基带交换单元实现；所述无线网络中心控制器用于实现整个分布式无线系统的控制，具体包括:基带数据计算中心单元中上下行空口协议数据处理过程的控制，基带交换单元在基带数据计算中心单元和射频单元之间传递上下行基带信号数据过程的控制，所述射频单元发送和接收用户终端上下行射频信号数据过程的控制。
[0009]优选地，每个基带数据计算中心单元包括至少I个锚点，每个锚点均为虚拟网络锚点；所述虚拟网络锚点由若干个通用计算单元BCU通过级联组成。
[0010]优选地，所述锚点的处理能力由无线网络中心控制器根据网络负荷状况动态调整，具体调整过程包括:无线网络中心控制器监控并统计分析所有锚点的负荷状态，输出锚点的负荷状态信息报告；当锚点的负荷状态过高时，增加锚点中BCU的数量，提高锚点的处理能力；当锚点的负荷状态过低时，减少锚点中BCU的数量，提高基带数据计算中心单元的资源利用率。
[0011]优选地，所述无线网络中心控制器控制用户终端附着锚点的过程包括:无线网络中心控制器根据用户终端上报的各个射频单元的信号覆盖质量信息，以及射频单元的地理位置信息判断用户终端所处的地理位置区域；无线网络中心控制器根据预先配置的锚点和地理位置区域的关联信息，确定用户终端所附着的锚点；当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络中心控制器相应的变更用户终端所附着的锚点。
[0012]优选地，所述无线网络中心控制器控制用户终端附着锚点的过程包括:无线网络中心控制器根据用户终端通过GPS、GL0NASS、或北斗信息上报的地理位置信息判断用户终端所处的地理位置区域；无线网络中心控制器根据预先配置的锚点和地理位置区域的关联信息，确定用户终端所附着的锚点；当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络中心控制器相应的变更用户终端所附着的锚点。
[0013]优选地，所述基带数据计算中心单元中上下行空口协议数据处理过程包括:所述锚点根据无线网络中心控制器分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将从核心网接收到的发向用户终端的下行空口协议数据转换为下行基带信号数据，将下行基带信号数据打包成下行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述基带资源调度矩阵为三维结构，分别用x、y和z轴表示；x轴为某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频单元；y轴为某用户终端被分配的射频单元的最小射频资源单位轴为某用户终端被调度的时机和次数，表示为一个公共传输时间间隔；所述下行基带信号数据包的包头包括射频单元地址信息、射频单元端口信息、版本号信息、扩展位信息；锚点根据无线网络中心控制器分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行基带信号数据转换成上行空口协议数据。
[0014]优选地，所述基带交换单元在基带数据计算中心单元和射频单元之间传递上下行基带信号数据的过程包括:所述基带交换单元解析下行基带信号数据包的包头信息，将下行基带信号数据发送给包头中射频单元地址信息对应的射频单元；所述基带交换单元解析上行基带数据包的包头信息，根据无线网络中心控制器分配的上行基带交换矩阵将上行基带信号数据传输给对应的锚点；所述上行基带交换矩阵为二维结构，分别用X和I轴表示；X轴为某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频单元；y轴为某用户终端被分配的射频单元的最小射频资源单位；上行基带交换矩阵中填写的内容为处理上行基带信号数据的虚拟无线网络锚点的身份标签。
[0015]优选地，所述射频单元接收和发送用户终端上下行射频信号数据过程包括:所述射频单元接收下行基带信号数据后，将下行基带信号数据调制成下行射频信号数据，然后将下行射频信号数据通过空口发送给用户终端；所述射频单元接收到用户终端通过空口上传的上行射频信号数据后，将上行射频信号数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号数据以最小频谱分配资源单位进行划分，将划分后的每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行基带信号数据包，然后将上行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述上行基带信号数据包的包头包括最小频谱分配资源单位信息和射频单元身份标签。
[0016]优选地，所述时间同步设备采用定时装置；所述定时装置和无线网络中心控制器，基带数据计算中心单元，基带交换单元和射频单元分别连接，将定时信号传送给无线网络中心控制器，基带数据计算中心单元，基带交换单元和射频单