专利名称：基于无框架网络架构的通信系统及组网方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于无框架网络架构的通信系统及组网方法。
背景技术：
随着移动通信技术的发展，对无线网络的容量需求日益增长，预计到2020年，无线网络的容量需求将是目前需求的1000倍。然而，从无线传输技术上可获得的容量增益及其有限，因此容量增长的研究焦点集中在通过增加更多的基站来实现进一步的容量增益。新的基站类型不断出现，例如，在传统的宏基站(Macro Cell)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/Home eNB)以及远端射频头(RRH)等多种基站类型。而且中继站点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，因此，中继站(Relay Station)将大量部署于无线网络之中；同时，无线局域网(WLAN, Wireless LocalAreaNetworks)接入点(AP, Access Point)以及60GHz发射点也被大量部署在热点区域及建筑物内部。这样，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。目前，移动通信中传统的无线组网方式是基于小区制划分覆盖区域的组网方法，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。但是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，在协作通信的技术支持下，多个基站可以通过协作通信技术共同为用户提供服务，对所述用户终端覆盖服务区域将变得更加灵活，传统的小区划分方式将无法再对所述场景进行有效的划分，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等策略也将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。综上所述，一种不需要划分小区即可解决目前多层异构混合组网情况下，大量不同类型基站共存且密集部署时的无线网络组网问题的新型网络架构通信系统及组网方法是亟待提供的。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明的目的在于提供一种基于无框架网络架构的通信系统及组网方法，用于取消传统的小区设定以及区域划分模式，从而以用户终端需求为中心，使用户掌握资源分配的主导权，进而解决大量不同类型基站共存且密集部署时的无线网络组网问题。(二)技术方案本发明技术方案如下:一种基于无框架网络架构的通信系统，包括若干天线单元、每个所述天线单元归属的计算处理单元以及用户终端；所述用户终端，检测周边无线环境并根据自身业务需求选取若干天线单元组成服务集并提交至所述服务集中的天线单元归属的计算处理单元；所述天线单元，用于接收所述用户终端的服务请求并交互至其归属的计算处理单元以及根据所述计算处理单元的处理结果提供通信资源；所述计算处理单元，根据当前可用网络状况以及所述用户终端选取的服务集管理配置通信资源。所述服务集包括一根天线或者包括一个天线阵或者包括多个天线阵。所述通信系统的控制平面及数据平面能够根据实际的网络环境调整其服务范围、达到抑制干扰以及提升能效；所述通信系统根据控制平面收集的各项数据调节其控制平面及用户平面的覆盖范围从而实现不同类型的计算处理单元间的相互转换。本发明还提供了一种根据上述基于无框架网络架构的通信系统的组网方法:一种基于无框架网络架构的组网方法，包括步骤:S1.用户终端检测周边无线环境并根据自身业务需求自适应选取若干天线单元组成服务集并提交至所述服务集中的天线单元归属的计算处理单元；S2.所述计算处理单元根据当前可用网络状况以及所述用户终端选取的服务集自适应管理配置通信资源。所述步骤SI包括:S101.用户终端检测其周边存在的天线单元的数量、与各天线单元之间的信道状况以及各天线单元所能提供的发送功率、带宽、码字以及空间角度；S102.根据步骤SlOl中检测结果构建若干候选服务集；S103.根据所述用户终端移动状态以及业务需求，从所述候选服务集中选取优选服务集并向其中天线单元发送服务请求；S104.天线单元归属的计算处理单元结合当前网络状况以及所述优选服务集判断通信资源是否满足用户终端需求:是，则跳转至步骤S2 ；否，则剔除其中拒绝用户终端接入的天线单元，更新候选服务集并跳转至步骤
S103。所述步骤S2中管理配置通信资源包括无线资源分配；所述无线资源分配包括集中式无线资源分配以及分布式无线资源分配。所述集中式无线资源分配包括:S211.计算处理单元搜索资源池中所述优选服务集对应的所有可用无线资源；S212.判断各个可用无线资源是否满足用户终端所需资源门限:否，则拒绝用户终端接入；是，则根据集中式资源分配算法分配无线资源。所述分布式无线资源分配包括:S221.各个计算处理单元协作搜索资源池中所述优选服务集对应的所有可用无线资源；S222.各个天线单元归属的计算处理单元的可用无线资源均满足用户终端要求时根据分布式资源分配算法分配无线资源。所述步骤S2中管理配置通信资源还包括不同类型计算处理单元之间的协作；所述不同类型计算处理单元之间的协作包括:不同类型的计算处理单元采用复用方式提供服务，则通过信令交互完成对所述用户终端信息的分组，同时对各个分组标号保证有序的分组合并；通过天线单元发送数据到用户终端，并进行相应的端到端的质量保证；不同类型的计算处理单元采用分集方式提供服务，则通过信令交互完成对所述用户终端信息的同步，各个天线单元共同发送数据到用户终端，并进行相应的端到端的质量保证。所述步骤S2中管理配置通信资源还包括移动用户终端服务集更替；所述移动用户终端服务集更替包括:S241.所述用户终端实时检测周边无线环境，并根据检测结果更新所述候选服务集;S242.在当前服务集的服务质量值低于预设值时则判断其是否高于所有候选服务集的服务质量值:是，则不会触发服务集更替；否，则从所有候选服务集中选取服务质量值最高的服务集替换当前服务集。所述步骤S2中管理配置通信资源还包括业务卸载管理；所述业务卸载管理包括:S251.实时监测各个计算处理单元的负载情况并进行周期性汇总；S252.结合重负载计算处理单元所处位置，向其周边的轻负载计算处理单元发送业务卸载请求；S253.周边的轻负载计算处理单元结合自身网络负载判断是否拒绝业务卸载请求；S254.若所有轻负载计算处理单元均拒绝所述业务卸载请求，则终止业务卸载；否则，从允许业务卸载请求的计算处理单元中选择一个完成业务卸载。(三)有益效果本发明的一种基于无框架网络架构的通信系统及组网方法，通过新的资源维度即天线单元以及计算处理单元，以用户为中心，构建天线单元组成的服务集，并根据所述服务集进行无线资源资源管理、移动性管理、业务卸载管理以及不同类型天线单元间的广泛协作管理等；本发明取消了传统的小区设定以及区域划分模式，从而以用户终端需求为中心，使用户掌握资源分配的主导权，进而解决了大量不同类型基站共存且密集部署时的无线网络组网问题；因此，本发明为移动无线通信技术的发展提供了有力的技术支持。
图1是本发明的一种基于无框架网络架构的通信系统示意图；图2是本发明的一种基于无框架网络架构的组网方法中移动性管理示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例一随着微基站、微微基站、毫微微基站、中继站点、远端射频头、WLAN接入点、60GHz发射点等新型基站的不断出现，使得基站的部署变得越来越密集，更直观的说，网络中将存在着无处不在的天线单元；基于这样的背景，如图1所示的一种基于无框架网络架构的通信系统，引入了两个全新维度的资源，即负责收发功能的天线单元和负责基带算法处理与计算功能的计算处理单元；本发明的通信系统还包括用户终端；所述用户终端，检测周边无线环境并根据自身业务需求选取若干天线单元组成服务集并提交至所述服务集中的天线单元归属的计算处理单元；无框架网络中针对特定用户的服务集的构建是以所述用户终端为中心，对于所述用户终端而言，天线单元将是除了频率、时隙、码字、空间角度等之外的一维新型资源；所述用户终端身根据自身的服务质量需求、所处的无线链路状态以及移动状态，动态的对上述多维资源进行选取。所述天线单元，是无框架网络架构的基本组成单元，也是用户服务集的基本组成单元；其用于接收所述用户终端的服务请求并交互至其归属的计算处理单元以及根据所述计算处理单元处理结果提供通信资源；不同的天线单元有不同的特点，例如不同的天线阵元个数、不同的发射功率、不同的射频频率、不同的及化方向以及不同的波束赋形方式等；因此，合理的分配天线单元为用户提供服务需要全新的资源管理方案，不仅要抑制不同天线单元间的干扰，更要保证同一服务集中的不同天线单元间能够相互协作；所述计算处理单元，是整个网络架构高效运行的核心保障，计算处理单元的主要功能是基带信息处理，管理配置通信资源；其能够保证不同天线单元归属的计算处理单元之间能够相互协作，以提供更加强大的计算处理能力，可以进行不同天线单元归属的计算处理单元间的互连，也可以在建网时将不同天线单元归属的计算处理单元放置于一个机房中，形成集中控制的计算处理单元。在上述通信系统中，所述用户终端掌握了资源分配的主导权，可以根据自身的需要，在满足自身服务质量需求的前提下，尽可能多的向网络侧索取资源。然而对于网络侧而言，并不是完全被动的接受，计算处理单元可以根据自身的负载情况、网络中的干扰状况以及用户终端的信道条件等，选择同意或者拒绝用户的资源请求，但计算处理单元一旦给用户分配了资源，需遵循尽全力为用户提供服务的原则。对于本发明的通信系统，从用户终端角度，系统不再是由一个个小区以及小区所具有的边界组成，而是由不同的天线单元、以及这些天线单元上所具有的各种资源组成。对于用户终端而言，这些资源是各有特点的，例如有的天线单元与用户距离较近，无线链路状况较好，可以满足用户终端自身高带宽的业务需求。而有的天线单元发射功率比较大，可以满足用户终端高质量的业务需求。同时，这些资源是有优先级的，例如，如果用户终端当前需要的是高带宽、高速率的服务，那么距离较近的能够提供大带宽传输的天线单元是用户终端的首选；如果用户终端当前处于话音业务，或是处于高速移动状态，那么能够提供高质量、低带宽的天线单元可能是该情况下用户终端的首选。综上所述，对于天线单元服务集的构建过程，用户终端首先根据收集周边的天线单元的信息，并根据自身的情况，构建天线单元的候选集。并基于系统当前负载状况以及资源管理方法从候选集中选出能够满足用户终端服务需求的优选集。该优选集内包含了多个资源请求，其中每个资源请求包含了所选取的天线单元、带宽、时隙、码字、空间角度等。用户终端根据优选集的结果，对于优选集内的不同天线单元归属的计算处理单元分别发出请求。如果当前得到的资源无法满足用户终端的服务质量需求，那么用户终端将会在第一次选择的基础之上，从优选集中剔除掉无法获得的资源，并基于候选集再次选择新的优选集，并再次发出资源请求。用户终端将会不断的选取资源，直到满足自身的服务质量为止，或者由系统终止此过程。本发明的无框架网络架构在控制平面和用户平面分离的系统结构基础上，进一步实现控制平面与用户平面的自适应调整。对于控制平面，其主要作用是控制和管理所有网络协议的运行。控制平面通过网络协议提供给计算处理单元或用户对整个网络环境中设备、链路和交互协议的准确了解，并在网络状况发生改变时做出及时的调整以维护网络的正常运行。控制平面提供了用户平面中的数据处理转发前所必须的各种网络信息和转发查询等功能。控制平面的自适应调整是指控制平面能够根据实际的网络环境适当的调整其服务范围，以达到抑制干扰和提升能效的目的。对于用户平面，其主要作用是处理和转发用户数据。然而在各种平面任务中用户平面需要占用绝大部分的无线资源，也直接对服务质量值等指标的性能表现起决定作用。因而，高效的用户平面自适应调整算法不仅能够提高无线资源效率，而且能够带来服务质量值等性能指标的大幅度提升。用户平面的自适应调整是指用户平面根据控制平面收集的各项数据适当地调节其覆盖范围，起到提升容量、抑制干扰、负载均衡、业务卸载以及提高无线资源利用率等目的。综上所述，对于控制平面与用户平面的自适应调整，其主要改变是将原本同样覆盖范围的控制平面与用户平面分割开来，使得系统能够根据实时的网络环境、无线链路状况以及用户需求调节自身的控制平面及数据平面的覆盖范围。进而可以支持宏蜂窝、微蜂窝以及微微蜂窝的计算处理单元间的转换，例如通过调整控制平面及用户平面信道的发射功率从而将宏蜂窝的计算处理单元调低发射功率成为微微蜂窝的计算处理单元，或者微微蜂窝的计算处理单元增加发射功率成为宏蜂窝的计算处理单元。例如，在宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝、中继站点、远端射频头、WLAN、60GHz发射点等网络共同覆盖的异构网络环境下，宏蜂窝计算处理单元可以拥有整块区域控制平面的主导权，而大部分数据平面由微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝、中继站点、远端射频头、WLAN,60GHz发射点的天线单元进行承担，从而既能为用户提供高带宽、高质量的服务，又能实现抑制干扰、降低功耗等目的。实施例二本发明还提供了一种根据上述基于无框架网络架构的通信系统的组网方法:一种基于无框架网络架构的组网方法，主要包括以下步骤:S1.用户终端检测周边无线环境并根据自身业务需求自适应选取若干天线单元组成服务集并提交至所述服务集中的天线单元归属的计算处理单元；所述步骤SI包括:S101.用户终端单独地或者以合作的方式检测其周边的无线环境，例如存在的天线单元的数量、与各天线单元之间的信道状况以及各天线单元所能提供的发送功率、带宽、码字以及空间角度等资源；S102.根据步骤SlOl中检测结果，对用户终端周围的天线单元进行优先级排序，并构建若干候选服务集；S103.根据所述用户终端移动状态以及业务需求，从所述候选服务集中选取优选服务集；用户向优选服务集中天线单元发送服务请求，由天线单元所归属的计算处理单元进行处理；S104.天线单元归属的计算处理单元结合当前网络状况以及加入用户终端后网络中干扰情况的变化，对优选集中资源选择进行判决，并给出是否允许用户终端接入的指令。当用户终端的加入会引起网络拥塞时，计算处理单元会拒绝用户终端的加入，或者当网络负载过重时，用户终端的接入请求也会被拒绝，或当网络资源不能满足用户终端的服务需求时，用户终端的请求同样会被拒绝。天线单元归属的计算处理单元结合当前网络负载状况以及所述优选服务集判断通信资源是否满足用户终端的需求:如果用户终端收到的反馈显示优选集中的天线单元所属计算处理单元均能满足用户的服务需求，选取服务集的过程停止，即优选集即为用户终端的服务集。反之，如果用户终端收到的反馈显示优选集中存在拒绝用户接入的计算处理单元，用户终端从优选集中剔除拒绝用户接入的计算处理单元下的天线单元，并重新进行优选集的选取过程，即跳转至步骤S103。S2.实际上，在用户终端进行服务集选取这一流程的同时各个天线单元所属的计算处理单元也经历了根据当前可用网络状况以及所述用户终端选取的服务集自适应管理配置通信资源的过程。所述步骤S2中管理配置通信资源包括无线资源分配；在无框架的组网方法下，多层次、异构混合的网络环境以及两维新资源的引入使得传统的无线资源管理策略在这里并不适用。因此，需考虑全新的无线资源管理策略，使其与所述组网方法下的其他策略相互配合，提供以用户为中心的服务；对于所述的无线资源管理策略，可以采用集中式管理方法，也可以采用分布式管理方法。采用集中式的管理方法时，可以采用资源池的方法，构建系统的资源池，并基于资源池实现网络中多维度资源的调度、分配、负载均衡、移动性管理等工作。基于资源池的集中式资源管理方法可以采用启发式算法降低计算复杂度，提高计算效率，例如蚁群优化算法、遗传算法、粒子群算法、神经网络等；例如:S211.计算处理单元搜索资源池中所述优选服务集对应的所有可用无线资源；S212.网络侧将所有的可用资源与用户终端所需资源进行比较，判断各个可用无线资源是否满足用户终端所需资源门限:否，则拒绝用户终端接入并且网络侧通过下属计算处理单元反馈给用户终端绝接入的消息。是，则根据上述集中式资源分配算法分配无线资源。当采用分布式无线资源管理策略时，需要不同计算处理单元进行信息的交互相互协作以达到网络整体资源分配最优的目的，提升资源分配的效率。此外，高效的分布式资源分配算法也能够降低分布式无线资源管理策略的复杂度，如基于博弈论的资源管理方法等；例如:S221.各个计算处理单元协作搜索资源池中所述优选服务集对应的所有可用无线资源；S222.当搜索结果显示各个天线单元所归属计算处理单元的可用资源均能满足用户的服务需求时，反馈给用户允许接入的信息，并通过上述优化的分布式资源分配算法达到系统总体性能最优的目的。否则，反馈给用户拒绝接入的信息。所述步骤S2中管理配置通信资源还包括不同类型计算处理单元之间的协作；基于无框架网络架构，各种类型的天线单元及相应的接入技术，都是可供用户使用的资源。各种类型的天线单元支持广泛协作，从而构成不同类型的覆盖区域为用户提供服务。无框架网络架构融合了异构网络的概念，系统中存在不同类型的天线单元，这些天线单元之间的区别体现在很多方面。首先，在同种无线接入技术内，主要体现在不同天线单元的发射功率不同、覆盖范围不同、链路的回程方式不同，例如，LTE网络中，Femtocell与核心网之间是通过IP网络连接的，Relay与eNB之间是通过无线链路进行连接的。其次，在不同无线接入技术之间，其不同主要体现在信令的不兼容，例如WLAN与LTE网络，LTE网络与3G、2G网络等。当用户终端完成服务集的选取、无线资源分配的过程后，计算处理单元建立连接并获取服务。然而，由于用户终端在选取服务集的过程中，并不涉及选取的天线单元所属的计算处理单元类型，也就是说选取的服务集中的天线单元有可能属于不同类型的计算处理单元，比如WLAN接入点和LTEMaciO计算处理单元。这就需要不同类型的计算处理单元进行相互协作，其协作过程具体如下:S301.当WLAN接入点下的天线单元与LTE Macro计算处理单元下的天线单元处在同一个用户的服务集，共同为用户提供服务时，既可以采用复用的方式提供服务，也可以采用分集的方式提供服务。当采用复用的方式时，跳转到步骤S232，当采用分集的方式时，跳转到步骤S234。S232.LTE Macro计算处理单元与WLAN接入点通过信令交互完成对用户终端发送信息的分组，同时对各个分组标号，以保证在用户端进行有序的分组合并。S233.完成分组标号后，网络通过天线单元发送数据到用户，并进行相应的端到端的质量保证，例如滑动窗口控制，HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)混合自动重传请求等。S234.LTE Macro计算处理单元与WLAN接入点计算处理单元通过信令交互完成对用户终端的同步，以保证所属不同天线单元发送的数据同时到达用户。S235.完成同步后，所述天线单元共同发送数据到用户，并进行相应的端到端的质量保证，例如滑动窗口控制，HARQ等。所述步骤S2中管理配置通信资源还包括移动用户终端的服务集更替；基于无框架网络架构，用户终端根据其实际需求以及可以发现的可接入天线单元，选择合适的天线单元及资源组合进行接入，已经没有传统的小区概念。因此从用户终端的角度而言，切换将成为所选择的天线单元服务集的更替，传统越区切换概念也将消失。随着用户终端的移动，用户终端的无线链路状态也在不断发生改变，因此，服务集内某些天线单元的信号质量可能会变得不再满足用户终端的通信需求，进而无法满足用户终端的服务质量需求。此外，也会有其它条件触发用户终端进行服务集更替的过程，例如，当某个天线单元上可用的其他资源性能较差，这可能是周围有其他用户使用相同资源造成较大的干扰引起，此时可以剔除对其吞吐量贡献最小的天线单元，并尝试接入其它天线单元。同时，在进行服务集更替时，也可以融合很多现有技术，例如，融入软合并、协作传输技术，使得更替的过程更加平滑，保障用户终端在移动过程中的性能。如图2中所示，用户在初始时刻tl由其所在的宏蜂窝网络LTE Macrol下的天线单元以及其附近的毫微微蜂窝网络LTE Femto的天线单元和WLANl、WLAN2下的天线单元为其提供服务。随着用户终端的移动，其服务集中的各个天线单元的信号质量逐渐变差，从而触发用户终端的服务集更替过程。在t2时刻，用户终端删除服务集中的LTE Femto、WLANl和WLAN2的天线单元，并引入其附近无线链路状况很好的LTE Relay的天线单元。然而，随着用户终端的进一步移动，在t3时刻，用户终端移动到三个宏蜂窝网络天线单元覆盖的交界处，此时，用户终端需要由LTE MacroU LTE Macro2和GSMMacro的天线单元共同为其提供服务。t4时刻和t5时刻用户终端的服务集的更替过程与上述3个时刻的过程类似，均执行服务集中的天线单元的删除与重选；其中，每次用户终端进行服务集的更替的过程如下:S241.在移动时用户终端实时的收集周围的无线信号，监测周围天线单元的无线信道状况，并根据监测结果不断的更新自身的候选服务集，并对候选服务集中的各个天线单元进行排序，同时与当前服务集中的天线单元进行对比，并时刻将当前服务集中的天线单元的无线信道状况与预设的阈值进行比较，当监测值低于阈值并且候选服务集中存在无线信道状况更加良好的天线单元时，用户触发服务集更替的过程。S242.用户执行选取服务集的过程(参照上述用户服务集构建的过程)。所述步骤S2中管理配置通信资源还包括业务卸载管理；业务卸载，简称为Offloading,是一项将网络中繁重的数据流量卸载到其他网络的技术。Offloading操作可以由网络进行设置，也可以由用户终端触发。触发这一操作的条件可以存储在用户终端设备中，也可以存储在网络服务器中，甚至可以将其分为两部分，分别存在用户终端设备和网络服务器中。对于用户终端而言，当开启的应用需要更高的数据开销并从网络环境中监测到更宽的可用带宽时，可触发Offloading操作。对于网络而言，当网络负载过重造成网络拥塞时，会触发Offloading操作。可以对宏蜂窝网络形成完美互补的网络技术包括WLAN，毫微微蜂窝以及60GHz接入点等。基于无框架网络架构的Offloading策略的核心思想是容量平均化，即通过业务卸载的方式将重负载网络中的负载转移到附近轻负载的网络，或者将业务由重负载天线单元覆盖区域卸载到轻负载天线单元覆盖区域中，从而实现抑制干扰、改善网络拥塞、提升容量、提高资源利用率等目的。对于用户发起过程而言，其主动对周围的无线环境进行周期性的测量，比如支持WLAN功能的移动终端，会周期性的搜索周围的WLAN网络。当一个已知的或开放的WLAN网络被发现后，触发Offloading过程。对于网络发起过程而言，网络中的资源管理单元在网络内各天线单元间业务负荷差异较大时，可以发起Offloading执行过程，比如重负载天线单元附近存在一个或多个轻负载天线单元的情况，或者经预测，资源管理单元发现某些天线单元覆盖区域将发生拥塞，这些情况下，都会触发Offloading过程,将业务合理卸载到其他天线单元中。例如:S251.网络侧实时监测下属各个计算处理单元，并对各个计算处理单元的负载情况并进行周期性汇总；S252.当网络侧触发Offlaoding过程时，结合重负载计算处理单元所处位置，向其周边的轻负载计算处理单元发送业务卸载请求；S253.当轻负载的计算处理单元收到网络侧发来的负载卸载请求时,轻负载的计算处理单元根据自身的情况，比如在负载进入后是否会对当前的服务用户造成严重的干扰，或者是否存在足够的资源提供给即将进入的负载来决定允许还是拒绝负载卸载请求；S254.若所有轻负载计算处理单元均拒绝所述业务卸载请求，则终止业务卸载；否则，从允许业务卸载请求的计算处理单元中选择一个完成业务卸载。进一步的，出于能效以及抑制网络内干扰等目的，本发明的控制平面会尽可能控制更少的计算处理单元管理更大范围的控制平面，与此同时控制更多天线单元管理更小范围的数据平面。对于上述场景中，宏蜂窝计算处理单元可以管理整个覆盖范围内的控制平面，而其数据平面可以尽可能的缩小，这样可以既能保证少量用户的低带宽语音业务覆盖，又能避免其对微微蜂窝天线单元、微蜂窝天线单元、毫微微蜂窝天线单元、中继站点天线单元、远端射频头(RRH)以及WLAN接入点的天线单元造成严重干扰。对于微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝、中继站点、远端射频头以及WLAN接入点的计算处理单元，其控制平面可以尽可能的小，甚至其控制平面可以完全依托于宏蜂窝计算处理单元的控制平面，这样既能实现与宏蜂窝计算处理单元的协作，又能降低功耗。而对于那些要求大带宽、高服务质量值需求的用户，可以由其附近的微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝、中继站点、远端射频头以及WLAN接入点的天线单元为其提供高吞吐量的服务。当控制平面显示网络中出现一个不在任何数据平面覆盖下的用户，宏蜂窝的天线单元需要适当的扩大其数据平面或者根据用户所处的位置控制其附近的微蜂窝、微微蜂窝、毫微微蜂窝、中继站点、远端射频头以及WLAN接入点的天线单元扩大其数据平面的覆盖以为用户提供服务。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。
权利要求
1.一种基于无框架网络架构的通信系统，其特征在于，包括若干天线单元、每个所述天线单元归属的计算处理单元以及用户终端； 所述用户终端，检测周边无线环境并根据自身业务需求选取若干天线单元组成服务集并提交至所述服务集中的天线单元归属的计算处理单元； 所述天线单元，用于接收所述用户终端的服务请求并交互至其归属的计算处理单元以及根据所述计算处理单元的处理结果提供通信资源； 所述计算处理单元，根据当前可用网络状况以及所述用户终端选取的服务集管理配置通信资源。
2.根据权利要求1所述的一种通信系统，其特征在于，所述服务集包括一根天线或者包括一个天线阵或者包括多个天线阵。
3.根据权利要求1或2所述的一种通信系统，其特征在于，所述通信系统的控制平面及用户平面根据实际的网络环境调整其服务范围、从而达到抑制干扰以及提升能效的目的；所述通信系统能够根据控制平面收集的各项数据调节其控制平面及数据平面的覆盖范围从而实现不同类型的计算处理单元间的相互转换。
4.一种根据权利要求1-3任意一项中所述基于无框架网络架构的通信系统的组网方法，其特征在于，包括步骤:户终端检测周边无线环境并根据自身业务需求自适应选取若干天线单元组成服务集并提交至所述服务集中的天线单元归属的计算处理单元；述计算处理单元根据当前可用网络状况以及所述用户终端选取的服务集自适应管理配置通信资源。
5.一种根据权利 要求4所述的组网方法，其特征在于，所述步骤SI包括:户终端检测其周边存在的天线单元的数量、与各天线单元之间的信道状况以及各天线单元所能提供的发送功率、带宽、码字以及空间角度；据步骤SlOl中检测结果构建若干候选服务集；据所述用户终端移动状态以及业务需求，从所述候选服务集中选取优选服务集并向其中天线单元发送服务请求；线单元归属的计算处理单元结合当前网络状况以及所述优选服务集判断通信资源是否满足用户终端需求: 是，则跳转至步骤S2; 否，则剔除其中拒绝用户终端接入的天线单元，更新候选服务集并跳转至步骤S103。
6.一种根据权利要求4或5所述的组网方法，其特征在于，所述步骤S2中管理配置通信资源包括无线资源分配；所述无线资源分配包括集中式无线资源分配以及分布式无线资源分配。
7.一种根据权利要求6所述的组网方法，其特征在于，所述集中式无线资源分配包括:算处理单元搜索资源池中所述优选服务集对应的所有可用无线资源；断各个可用无线资源是否满足用户终端所需资源门限: 否，则拒绝用户终端接入； 是，则根据集中式资源分配算法分配无线资源。
8.一种根据权利要求7所述的组网方法，其特征在于，所述分布式无线资源分配包括:.S221.各个计算处理单元协作搜索资源池中所述优选服务集对应的所有可用无线资源；.S222.各个天线单元归属的计算处理单元的可用无线资源均满足用户终端要求时根据分布式资源分配算法分配无线资源。
9.一种根据权利要求8所述的组网方法，其特征在于，所述步骤S2中管理配置通信资源还包括不同类型计算处理单元之间的协作；所述不同类型计算处理单元之间的协作包括: 不同类型的计算处理单元采用复用方式提供服务，则通过信令交互完成对所述用户终端信息的分组，同时对各个分组标号保证有序的分组合并；通过天线单元发送数据到用户终端，并进行相应的端到端的质量保证； 不同类型的计算处理单元采用分集方式提供服务，则通过信令交互完成对所述用户终端信息的同步，各个天线单元共同发送数据到用户终端，并进行相应的端到端的质量保证。
10.一种根据权利要求9所述的组网方法，其特征在于，所述步骤S2中管理配置通信资源还包括移动用户终端服务集更替；所述移动用户终端服务集更替包括:述用户终端实时检测周边无线环境，并根据检测结果更新所述候选服务集；当前服务集的服务质量值低于预设值时则判断其是否高于所有候选服务集的服务质量值: 是，则不会触发服务集更替； 否，则从所有候选服务集中选取服务质量值最高的服务集替换当前服务集。
11.种根据权利要求10所述的组网方法，其特征在于，所述步骤S2中管理配置通信资源还包括业务卸载管理；所述业务卸载管理包括:S251.实时监测各个计算处理单元的负载情况并进行周期性汇总；S252结合重负载计算处理单元所处位置，向其周边的轻负载计算处理单元发送业务卸载请求；S253周边的轻负载计算处理单元结合自身网络负载判断是否拒绝业务卸载请求；S254若所有轻负载计算处理单元均拒绝所述业务卸载请求，则终止业务卸载；否则，从允许业务卸载请求的计算处理单元中选择一个完成业务卸载。
全文摘要
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于无框架网络架构的通信系统及组网方法。本发明的一种基于无框架网络架构的通信系统极组网方法，通过新的资源维度即天线单元以及计算处理单元，以用户为中心，构建天线单元组成的服务集，并根据所述服务集进行无线资源资源管理、移动性管理、业务卸载管理以及不同类型天线单元间的广泛协作管理等；本发明取消了传统的小区设定以及区域划分模式，从而以用户终端需求为中心，使用户掌握资源分配的主导权，进而解决了大量不同类型基站共存且密集部署时的无线网络组网问题；因此，本发明为移动无线通信技术的发展提供了有力的技术支持。
文档编号H04W16/18GK103108331SQ20131003111
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者许晓东, 王达, 张慧鑫, 洪亚腾, 侯延昭, 陶小峰, 张平 申请人:北京邮电大学