基带资源池中的下行信道数据处理方法
【专利摘要】本申请公开了一种基带资源池中的下行信道数据处理方法，包括：预先在基带处理出口处设置出口缓冲区；将基带处理后的数据选择送入所述出口缓冲区；按照预先设定的时间间隔，从所述出口缓冲区取出数据进行前端处理，将从所述出口缓冲区中读出的进行前端处理的数据进行顺序编号并记录。应用本申请，能够在基带资源池架构中出现下行信道超时拥塞时保证下行信道数据传输的实时性要求。
【专利说明】基带资源池中的下行信道数据处理方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及无线通信技术，特别涉及基带资源池中的下行信道数据处理方法。
【背景技术】
[0002] 传统的接入网络架构中基带信号处理通常在满足实时性需求的前提下，在专用处 理器上采用固定的算法方案实现，所消耗的资源固定，方案的实时性能也是确定的。然而基 站资源池平台架构通常采用通用处理器，由操作系统对多项处理任务进行调度，其中物理 层处理的实时性较传统平台难W得到保障，不确定性也会增加，因而不可避免地会遇到超 时拥塞问题；处理器调度其他任务导致物理层基带处理的计算任务停滞时间过长，超过了 实时性所能容许的时限，使得后续业务数据处理发生拥塞。传统基带处理过程中几乎不存 在该一问题，所W缺乏该一问题的应对方案。
[0003] 具体地，传统的通信设备往往是一家厂商提供一整套解决方案，系统维护或者升 级依赖性高。而随着近几年能源资源紧张，全球移动通信网络运营商面临日渐严重的成本 压力。大多数主流运营商通常拥有多个不同通信制式的网络，为保证网络的服务质量，需要 部署大量的基站W解决网络覆盖的问题。但站址和机房资源的相对稀缺，与大量基站部署 的需求形成难W协调的矛盾。而由于移动通信市场的激烈竞争，单用户平均收入增长缓慢 甚至下降，运营商的"盈利"能力并不随之提高，该将导致建网和设备采购投资的压缩。出 于行业持续盈利和长期发展考虑，移动通信产业界提出通过改变接入网络架构解决该个问 题。
[0004] 新型基站系统架构如图1所示，所有基带处理单元炬aseband化it，BBU)和远端 无线射频单元（Radio Remote化it, RRU)通过高带宽、低延迟的光传输网络连接起来。基带 处理单元集中在一个物理站点构成基带池。基带池中多个基带处理单元之间通过高带宽、 低延迟、灵活拓扑、低成本交叉连接。基带资源池需要应用基站虚拟化技术，在基带池中多 基站共享计算资源，而计算资源的分配由系统根据业务量统一动态调度。而无线信号处理 算法构成了无线通信系统物理层核也处理，具有计算密集的特点，并且面临严苛的实时性 要求。为保证基站集中处理的实时性、减少系统能耗，使虚拟化技术能够最大限度发挥硬件 系统性能，W支撑高速运行的通信系统基带数据处理，需要对基带信号处理的计算任务进 行划分并封装起来，将封装后的计算任务进行集中处理。封装方案可根据基站资源池的资 源使用情况进行调整，W适应多核通用处理器上动态任务分配并满足系统实时要求。
[0005] 不同于传统基站，基站资源池聚集了大量的计算资源可容纳多小区多用户数据同 时处理，无线通信系统物理层信号处理的实时性要求较高，W LTE系统为例，下行信道每 1ms向用户发送一个子峽的数据，上行信道每1ms接收一个子峽的数据。由于资源池平台 架构通常采用通用处理器，由操作系统同时对多个处理任务进行调度，因此资源池中物理 层处理会不可避免地遇到下述问题：处理器调度导致物理层基带处理的计算任务停滞时间 过长，超过了规定时限，使得后续业务数据发生拥塞，如图2所示。本申请中将该问题称为 "超时拥塞"。
[0006] 图2中，处理器在处理信道A计算任务的过程中调度了其他的处理计算任务导致 信道A计算任务发生停滞，如果该信道为上行信道，由于接收前端处理的实时性强，可能使 到达的数据无法得到及时处理发生堵塞，如果该信道为下行信道，由于发送前端处理的实 时性要求高，可能导致数据无法及时输送到前端。
[0007] 该一问题在传统的基带处理单元炬BU)所采用的专用处理器上几乎不会出现，但 在通用平台上操作系统介入对实时处理任务进行调度处理，处理超时拥塞导致实时性难W 保障的问题就会凸显。而目前许多处理拥塞的技术，往往针对网络分组拥塞问题，相应的解 决方案并不能直接应用于本申请中来解决超时拥塞的问题。
【发明内容】
[0008] 本申请提供了基带资源池中的数据处理方法，能够在基带资源池架构中出现超时 拥塞时保证数据传输的实时性要求。
[0009] 为解决上述问题，本申请采用如下的技术方案：
[0010] 一种基带资源池中的数据处理方法，包括：
[0011] a、预先在基带处理出口处设置出口缓冲区；
[0012] b、将基带处理后的数据选择送入所述出口缓冲区；按照预先设定的时间间隔，从 所述出口缓冲区取出数据进行前端处理，将从所述出口缓冲区中读出的进行前端处理的数 据进行顺序编号并记录；
[0013] 其中，当所述出口缓冲区中无数据时，读出空数据并对所述空数据继续编号并记 录；
[0014] 将基带处理后的数据选择送入所述出口缓冲区的方式包括；若该数据的处理输出 序号小于或等于当前记录的进行前端处理的数据的最大编号，则将该数据丢弃，不送入所 述出口缓冲区；否则，将该数据送入出口缓冲区；
[0015] 基带处理后的数据的处理输出序号为该数据块经过基带处理后输出时的顺序编 号。
[0016] 较佳地，在所述步骤a和b之间该方法进一步包括：为基带处理前的数据分配等效 处理输出序号，该序号为基带处理的输入数据进行基带处理后输出时对应的数据块的顺序 编号；
[0017] 当下行信道发生超时拥塞并结束后，估计超时拥塞度〇M+ 5 -K。，当超时拥塞度大于 或等于0时，将等效处理输出序号为K。到0 M+ 5的数据丢弃，不再进行基带处理；
[0018] 其中，〇M为当前记录的进行前端处理的数据的最大编号，K。为即将进行基带处理 的数据的等效处理输出序号，5为预先设定的自然数。
[0019] 由上述技术方案可见，本申请中给出一种数据处理方法，在基带处理出口处设置 出口缓冲区，并按照固定间隔发送从出口缓冲区中读取的下行数据或发送空数据，对于经 过基带处理的未能按时输出的下行数据进行丢弃处理，同时，对于未及时进行基带处理的 过期数据也直接丢弃，从而保障下行数据发送的实时性要求，节约基带处理资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为新型基站系统架构的不意图；
[0021] 图2为超时拥塞的示意图；
[0022] 图3为针对下行信道的数据处理方法流程示意图；
[0023] 图4为下行信道数据发送和出口缓冲区位置的示意图；
[0024] 图5a和图化分别为查询数据输出序号表的两个示例图；
[00巧]图6为出口缓冲区中有数据时发送数据、输出序号表记录状态的一个示例图；
[0026] 图7为缓冲区无数据时发送数据、输出序号表记录状态的示例图；
[0027] 图8为判断未经基带处理的过期数据的示例图。
【具体实施方式】
[002引为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，W下结合附图对本申请做 进一步详细说明。
[0029] 本申请旨在设计基站资源池中的数据处理方法，W应对物理层的超时拥塞，保障 物理层基带信号处理过程的实时性。基站资源池物理层信号处理由多个信道组成，包括上 行和下行信道。上行信道从空中接口接收用户终端的信号经过一定的处理后传送至基带处 理，该一上行传输过程在接收端有严格的实时性要求；而下行信道将基站信号经基带处理 后进行一定的处理、通过空中接口发送至用户终端，该一传输过程在发送端有严格的实时 性要求。如果在下行信道处理过程中发生超时拥塞，可能导致基站作为发送端的数据无法 及时发送，如果在上行信道处理过程中发生超时拥塞，可能导致基站作为接收端的数据无 法得到及时处理，两种情况都会影响基带资源池物理层处理的实时性。
[0030] 针对上述在下行信道发生超时拥塞后可能影响实时性的情况，本申请给出相应的 数据处理方法，W避免对物理层处理的实时性影响。
[0031] 具体地，对应于基站作为下行信道发送端的情况，本申请给出图3所示的数据处 理方法。其中，由于下行信道的发送的实时性要求高，采用本处理方法，在基带处理的出口 处进行超时拥塞控制的处理。如图3所示，该流程包括：
[0032] 步骤301，预先在基带处理出口处设置出口缓冲区。
[0033] 对于下行信道，由于需要将基带处理和前端处理后的数据通过空中接口发送给用 户终端，如图4所示，在基带处理出口需要进行实时性保障操作。基于此，本方法中，在基带 处理出口处使用出口缓冲区，使基带处理完毕的数据经由出口缓冲区缓冲处理后传送至前 端。出口缓冲区可W划分为多个缓冲块，每个缓冲块存储基带处理后输出的一个数据包。
[0034] 步骤302,在基带处理前，为进入基带处理的数据指配等效处理输出序号。
[00巧]在物理层信道中，存在多种数据处理单元，如传输块、码块等，进入基带处理的数 据处理单元与输出时的并不相同，如LTE系统中，下行信道输入的数据W传输块为单位，基 带处理后输出W峽为单位，但它们之间存在固定的换算关系。为方便后续步骤对超时拥塞 度的估计，需要为进入基带处理的数据指配等效处理输出序号。该序号是一个自然计数的 编号，根据输入输出数据量的关系获得输入数据在输出时W输出数据单元为单位计数的序 号。例如，m个输入数据单元对应1个输出数据单元，则为每m个输入数据单元指配相同的 自然数编号。编号采用循环自然计数，n=l，2,…，N。本步骤分配的等效处理输出序号将 在步骤305中用于进行超时拥塞度的计算和相关处理。
[0036] 步骤303,为基带处理完的数据分配处理输出序号，并根据该序号将处理完的数据 选择性地写入出口缓冲区。
[0037] 本步骤进行的是出口缓冲区的写操作。为方便对数据进行实时性保障操作，需要 为基带处理完输出的数据块分配处理输出序号。编号方法是W基带处理输出的数据处理单 元为单位，为基带信道处理完的数据块依次分配一个自然数编号，即为处理输出序号。编号 方法采用循环自然计数，n = 1，2,…，N。N为最大处理输出序号，其值可W考虑可用比特数 W及标记量的大小进行设置。计数到达N后回到1重新开始编号。
[0038] 在将基带处理完的数据写入出口缓冲区时，考虑到超时拥塞的控制处理，会首先 根据数据的处理输出序号，查询输出序号表来进行一个判断，确定是否将该基带处理输出 的数据写入出口缓冲区。其中，输出序号表用于记录已经从出口缓冲区读出并进行前端处 理的数据的编号，具体建立过程将在步骤304的出口缓冲区读操作中介绍。
[0039] 在判断是否需要写入出口缓冲区时，具体地，从输出序号表中读出已输出数据的 最大序号，如果该序号大于等于待进入出口缓冲区的数据块处理输出序号，则判断该数据 块已过期，不必写入出口缓冲区，直接丢弃，否则判为数据块未过期并写入出口缓冲区。
[0040] 图5a和图化给出了一个查询数据输出序号表的例子。图5a中，基带处理完毕的 数据块被分配的处理输出序号为4,对比输出序号表的记录，最大序号为2,说明当前数据 块未过期可写入出口缓冲区。图化中，处理完的数据块被分配的处理输出序号为4,对比输 出序号表，其中记录的最大值为5,表示当前处理输出序号为4的数据块已过期，直接丢弃， 不再写入出口缓冲区。
[0041] 步骤304,按照设定的时间间隔从出口缓冲区读出数据，在建立的数据输出序号表 中记录数据的输出序号，当出口缓冲区无数据时，输出空数据，并更新数据输出序号表中记 录的序号。
[0042] 由于基带处理单元输出至前端的数据具有严格的实时性要求，输送至前端的数据 块应有严格的时间间隔，因此为保证有持续的数据按发送时间要求发送，需监测前后序号 计数是否连续、在时间间隔后是否有数据供输出。具体地，
[0043] 首先，建立输出序号表对输送至前端的数据块进行编号并记录。建立的输出序号 表可W为一列记录，每项记录为已按时输送至前端的数据块序号，如表1所示。其初始值为 0,表示无数据输出，最大值与基带处理后数据的处理输出序号最大值相同，达到最大值后， 对后续送至前端的数据块重新开始编号，并将之前记录的输出序号清空。
[0044]
[0045]
【权利要求】
1. 一种基带资源池中的下行信道数据处理方法，其特征在于，包括： a、 预先在基带处理出口处设置出口缓冲区； b、 将基带处理后的数据选择送入所述出口缓冲区；按照预先设定的时间间隔，从所述 出口缓冲区取出数据进行前端处理，将从所述出口缓冲区中读出的进行前端处理的数据进 行顺序编号并记录； 其中，当所述出口缓冲区中无数据时，读出空数据并对所述空数据继续编号并记录； 将基带处理后的数据选择送入所述出口缓冲区的方式包括：若该数据的处理输出序号 小于或等于当前记录的进行前端处理的数据的最大编号，则将该数据丢弃，不送入所述出 口缓冲区；否则，将该数据送入出口缓冲区； 基带处理后的数据的处理输出序号为该数据块经过基带处理后输出时的顺序编号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a和b之间该方法进一步包 括：为基带处理前的数据分配等效处理输出序号，该序号为基带处理的输入数据进行基带 处理后输出时对应的数据块的顺序编号； 当下行信道发生超时拥塞并结束后，估计超时拥塞度〇M+ S _心，当超时拥塞度大于或等 于〇时，将等效处理输出序号为&到0 M+ S的数据丢弃，不再进行基带处理； 其中，〇M为当前记录的进行前端处理的数据的最大编号，为即将进行基带处理的数 据的等效处理输出序号，S为预先设定的自然数。
【文档编号】H04L12/823GK104486241SQ201410699647
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】漆渊, 钱荣荣, 彭涛, 沈涛, 王文博 申请人:北京邮电大学