一种无线异构网络中可编程物理平面设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信技术领域，涉及一种无线异构网络中可编程物理平面设计方法。
【背景技术】
[0002]随着用户对网络需求的不断增加，运营商和供应商需要不断优化网络满足用户需求，为用户提供更加个性化高性能的服务，同时运营商和供应商为提升网络性能需对无线协议不断演进，对应的无线基础设施必须支持协议的演进。在以往，由于硬件的形式是为每一个协议设计的特定的专用集成电路，协议的定义与硬件紧密耦合，协议的改变意味着需要更换基站，当协议升级时间周期相对较慢，基站部署稀疏并且覆盖范围大时，这种结构工作良好，然而在当前网络中，为了提供高性能和统一覆盖，协议不断改变演进，网络部署也更为稠密，为这些网络频繁地升级基站代价昂贵，当前的无线网络结构抑制了网络的创新，僵化和封闭性现状使得网络面临开放性、可扩展性和可演进性的问题。此外，现有无线异构网络是多制式网络技术并存的无线环境，网络的僵化和封闭性导致了异构的多制式网络难以实现有效互联互通和融合，使得大量无线基础设施和频谱资源无法统一管理和合理配置，难以实现有效利用，用户的服务质量也因此难以得到保证，可见，现有无线网络面临着可扩展性，灵活性，可控性以及融合性的问题。
[0003]可编程的物理平面能够实现物理平面资源的虚拟化，控制平面与物理平面的分离解耦，软件对硬件资源的合理配置和利用，进而实现无线协议的灵活演进，多制式异构网络的融合，提供高性能的用户业务服务，实现具有可编程性、易管理性、可扩展性、开放灵活可控的无线网络环境。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种无线异构网络中可编程物理平面设计方法，该方法得到的物理平面可扩展性、灵活性、可控性及融合性均较好。
[0005]为达到上述目的，本发明所述的无线异构网络中可编程物理平面设计方法，其特征在于，包括以下步骤:对物理平面进行单元化及虚拟化处理，并根据不同处理功能确定融合单元化的粒度及结构形式，再构建物理平面与控制平面分离解耦的架构，物理平面向控制平面提供开放的可编程接口，控制平面根据全局信息控制物理平面，控制平面与物理平面协同对用户数据进行处理，实现物理处理资源的配置、管理及均衡利用。
[0006]对物理平面进行单元化及虚拟化处理的具体过程为:
[0007]不同制式网络技术对信号的处理过程均包括实现FIR/IIR滤波、扩频、快速傅立叶变换、信道估计、QAM映射、交织、卷积编码、Turbo编码及循环冗余校验，不同制式网络技术在相同处理功能方面仅在参量、配置及算法上不同，对参量及配置不同而处理功能相同的基带处理单元进行融合单元化。
[0008]所述物理平面的融合单元化结构包括FIR/IIR滤波融合单元、扩频单元、第一融合子单元、第二融合子单元及循环冗余校验单元;通过FIR/IIR滤波融合单元实现对WiF1、3G、LTE、DVB-T在信号处理中的滤波;通过扩频单元对3G制式下的数据进行扩频处理；当网络技术中处理功能一致，但无法实现物理层面处理技术融合单元化时，则构建第一融合子单元及第二融合子单元，其中，第一融合子单元与第二融合子单元的参量、配置和算法不同，在信号处理中通过循环冗余校验单元对WiF1、3G、LTE进行处理。
[0009]开放的可编程接口的结构由面向控制平面提供数据结构P域及面向物理平面提供数据结构C域，其中，通过开放的可编程接口连接物理平面及控制平面，实现物理平面与控制平面之间数据的转化和协调通信；
[0010]通过开放的可编程接口确定物理平面和控制平面间的通信规则及协议，并基于所述通信规则和协议同时向控制平面和物理平面提供和下发指定的数据结构，其中，面向控制平面提供数据结构P域包含标准化的用户主观需求参量、无线异构网络物理环境参量、物理平面融合单元的运行状况及矩阵拓扑资源使用信息的抽象参量;面向物理平面提供数据结构C域包含控制平面对物理平面拓扑现状感知的请求参量、针对用户数据和融合单元内部的对应配置参量以及来自控制平面的命令参量。
[0011 ]控制平面对用户数据进行处理的过程为:
[0012]I)控制平面通过开放的可编程接口获取多元数据结构，所述多元数据结构包括用户的业务需求信息、当前异构网络状况及物理资源占用情况；
[0013]2)控制平面依据根据获取多元数据结构进行多目标均衡决策，对用户数据和物理平面融合单元进行处理配置；
[0014]3)控制平面通过开放的可编程接口输出配置指令，所述配置指令包含确定用户数据流接入制式和数据的链式处理路径指令、优化矩阵拓扑结构中资源利用状况指令、切换用户的接入制式或链式处理路径指令、协同多制式处理用户数据指令、以及处理突发事件指令。
[0015]物理平面对用户数据处理的过程为:
[0016]控制平面根据开放的可编程接口提供的用户所需服务质量的要求、实时网络环境状况以及物理平面融合单元的资源占用情况确定均衡决策，并通过开放的可编程接口下发指令，所述通过开放的可编程接口的下发指令中包含对用户数据流进行指定标记的配置，构造用户数据的特征域，特征域中规定用户数据通过物理平面的链式处理路径和通过对应融合单元时需要对融合单元配置的指令，融合单元根据路径域中的配置指令信息对用户数据进行处理，并读取下一段特征域内信息，再根据读取的下一段特征域内信息将用户数据传输至对应的融合单元中。
[0017]物理平面对用户数据处理的过程为:
[0018]控制平面对接入的用户数据流进行指定标记配置，同时控制平面下发对融合单元的配置指令，融合单元内部根据指令信息构造流表，所述流表包含与用户的匹配域相对应的信息、指定的处理参量信息以及下一跳传递路径信息，当用户数据流中的标记信息与融合单元在匹配域间相互匹配时，融合单元则依据指定的处理参量信息执行来自控制平面的指令处理该用户数据流，并依据传递路径信息将用户数据传递给下一指定处理功能的融合单元中。
[0019]本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明所述的无线异构网络中可编程物理平面设计方法在具体操作时，构建物理平面与控制平面分离解耦的架构，控制平面根据全局信息控制物理平面，同时控制平面与物理平面协同对用户数据进行处理，在上述基础框架上，物理平面向控制平面提供开放的可编程接口，在具体操作时，可以通过所述开放的可编程接口对物理平面及控制平面进行写入，解决物理平面与控制平面的耦合问题以及多制式网络的异构问题，提高无线异构网络中物理平面的扩展性、灵活性、可控性及融合性。另外，控制平面通过开放的可编程接口实现对物理平面的合理配置；同时，物理平面的融合单元化能够实现物理平面的虚拟化，不同的用户数据共用处理资源，不同的数据间和融合单元间相互逻辑隔离，为解决物理平面与控制平面的耦合问题带来了可能，而控制与数据相分离，控制协议与物理硬件解耦有利于实现网络的不断演进和灵活可控性。另外，物理平面的虚拟化和控制与数据的相互分离有效地解决多制式网络的异构问题，虚拟化中用户数据共用物理资源且逻辑隔离，既能够防止不同制式干扰，而且为多制式网络在物理平面的融合提供基础。需要指出的是，网络的不断演进及多制式网络的融合为用户提供了更加个性化、高质量、高性能的服务，控制平面可以根据用户的服务需求实时切换用户的接入制式，或者对用户数据进行多制式并行处理，保障用户的服务质量。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明中可编程物理平面103的架构示意图；
[0022]图2为本发明中物理平面103融合单元化的结构示意图；
[0023]图3为本发明中开放可编程接口102的结构示意图；
[0024]图4为本发明中控制平面101的决策处理流程图；
[0025]图5为本发明中一种物理平面103对用户数据处理流程示意图；
[0026]图6为本发明中另一种物理平面103对用户数据处理的流程示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0028]参考图1，本发明所述的无线异构网络中可编程物理平面设计方法包括以下步骤:对物理平面103进行单元化及虚拟化处理，并根据不同处理功能确定融合单元化的粒度及结构形式，再构建物理平面103与控制平面101分离解耦的架构，物理平面103向控制平面101提供开放的可编程接口 102，控制平面101根据全局信息控制物理平面103，控制平面101与物理平面103协同对用户数据进行处理，实现物理处理资源的配置、管理及均衡利用，同时，软件与硬件的解耦，无线协议的灵活演进，多制式异构网络的灵活选择和融合以及提供高性能的用户业务服务。
[0029]参考图2，对物理平面103进行单元化及虚拟化处理的具体过程为:
[0030]不同制式网络技术对信号的处理过程均包括实现FIR/IIR滤波、扩频、快速傅立叶变换、信道估计、QAM映射、交织、卷积编码、Turbo编码及循环冗余校验，不同制式网络技术在相同处理功能方面仅在参量、配置及算法上不同，可将不同制式的卷积编码处理功能集成在同一功能单元，不同制式对数据的处理简化为配置融合单元的参量信息，对参量及配置不同而处理功能相同的基带处理单元进行融合单元化。
[0031]所述物理平面103的融合单元化结构包括FIR/IIR滤波融合单元201、扩频单元202、第一融合子单元203、第二融合子单元204及循环冗余校验单元205;通过FIR/IIR滤波融合单元201实现对WiF1、3G、LTE、DVB-T在信号处理中的滤波;通过扩频单元202对3G制式下的数据进行扩频处理；当网络技术中处理功能一致，但无法实现物理层面处理技术融合单元化时，则构建第一融合子单元203及第二融合子单元204，其中，第一融合子单元203与第二融合子单元204的参量、配置和算法不同，在信号处理中通过循环冗余校验单元205对WiF1、3G、LTE进行处理。
[0032]需要说明的是，在物理平面103中网络技术不需要进行的信号处理功能可直接跳过对应的融合单元，如LTE不同于3G，无需通过扩频单元202，在对基于LTE的数据处理中，当通过扩频单元202时可直接传输到扩频单元202的输出端口，无需处理。同时，为实现大规模的用户数据基于不同的网络制式处理，应按实际运行状况合理配置同一融合单元的规模数，实现不同用户数据基于不同制式网络技术的并发处理。基于物理平面103的融合单元化，不同制式