一種軟件定義的分布式無線系統及其下行數據通信方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種分布式網絡聯合系統，特別是涉及一種軟件定義的分布式無線系統及其下行數據通信方法。
【背景技術】
[0002]移動通信技術飛速發展，已經歷了 4個主要發展階段。每一代的發展都是技術的突破和觀念的創新。第一代起源于20世紀80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術，向用戶提供移動語音業務服務，語音通信從有線時代進入無線移動時代。第二代(2G)起源于20世紀90年代初期，主要采用時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術，移動語音通信從模擬時代進入數字時代，除了向用戶提供更高質量的數字語音業務服務，還能提供低速的數據接入服務，如短數據報文業務和WAP業務。第三代移動通信系統(3G)起源于20世紀末，相比2G，可以提供更高的空口數據吞吐率和更豐富的業務服務，標志著移動通信進入移動互聯網時代，不僅能夠提供更高質量的話音服務，還能提供高速數據業務服務，如視頻會議業務、靜止的圖像瀏覽、移動互聯聯網社交業務和移動電子商務等。第四代移動通信系統(4G，LTE)起源于本世紀初，提供一種全IP的扁平化無線架構，采用正交頻分復用(OFDM)技術，全球移動通信制式呈現大一統的狀態，移動互聯網進入寬帶接入時代，目標是提供固網管帶的接入體驗。依托于4G LTE的高吞吐量(上下行最高吞吐量可達300Mbps/600Mbps)和更低的端到端延遲(小于100ms)，可以為用戶提供相比3G更豐富、更高質量和更高容量的業務服務，如全高清的視頻業務、移動云計算、移動物聯網服務。
[0003]隨著第四代移動通信的部署和商用化，第五代移動通信也進入人們的視野。對5G的總體目標，相關的研究機構和標準化組織已經達成了共識:到2020年，網絡容量將達到如今規模的1000倍，用戶數據速率將是如今的100倍，同一時刻的設備互聯級別的數量可達到現在的100倍，終端的功耗下降10倍。相對于2，3，4G技術而言，5G的概念是一個綜合的整體性范圍，它是現有無線技術的演進、整合和開發補充性的新技術，到2020年，為終端用戶提供超寬帶無線接入體驗，提供虛擬現實、3D/4k等增強現實體驗等當今渴望而不可及的無線服務。龐大的5G無線網絡是由大量的不同制式和標準的無線網絡的末端射頻單元共同組成了一張分布式無線網絡系統。
[0004]傳統的無線網絡架構為核心網加無線接口部分，其中無線接口設備由基站構成。每個基站是一個獨立的物理實體，在分布式網絡中，基站和基站之間的交互和聯合處理，通過基站之間的傳輸線路交互大量的信息來完成，這種模式，隨著無線設備節點的增加，會極大的降低資源的利用率和數據處理的效率。
[0005]綜上所述，需要一種分布式無線網絡聯合處理的系統，能對不同技術組成的分布式無線網絡進行統一管理和維護，統一資源調度，統一處理，達到提高系統資源利用率，降低系統維護成本的目的。
【發明內容】
[0006]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種軟件定義的分布式無線系統及其下行數據通信方法，用于解決現有分布式無線網絡聯合處理的系統不能對不同技術組成的分布式無線網絡進行統一管理和維護，統一資源調度，統一處理的問題。
[0007]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種軟件定義的分布式無線系統的下行數據通信方法，所述下行數據通信方法包括:所述基帶交換單元接收由錨點下發的下行基帶信號數據包；所述下行基帶信號數據包的包頭包括射頻單元地址信息、射頻單元端口信息、版本號信息、擴展位信息；所述基帶交換單元解析下行基帶信號數據包的包頭信息，將下行基帶信號數據發送給包頭中射頻單元地址信息對應的射頻單元，以便下行基帶信號數據經射頻單元處理后發送給用戶終端。
[0008]優選地，所述下行數據通信方法還包括:所述錨點根據無線網絡中心控制器分配的基帶資源調度矩陣和基帶計算矩陣，將從核心網接收到的發向用戶終端的下行空口協議數據轉換為下行基帶信號數據，將下行基帶信號數據打包成下行基帶信號數據包發送給基帶交換單元；所述基帶資源調度矩陣為三維結構，分別用X、y和Z軸表示；x軸為某用戶終端被分配的用于發送和接收射頻信號的射頻單元；y軸為某用戶終端被分配的射頻單元的最小射頻資源單位軸為某用戶終端被調度的時機和次數，表示為一個公共傳輸時間間隔。
[0009]優選地，所述下行數據通信方法還包括:所述射頻單元接收下行基帶信號數據后，將下行基帶信號數據調制成下行射頻信號數據，然后將下行射頻信號數據通過空口發送給用戶終端。
[0010]優選地，所述下行數據通信方法還包括:利用一時間同步設備產生定時信號，將定時信號傳送給無線網絡中心控制器，錨點，基帶交換單元和射頻單元，保證無線網絡中心控制器，錨點，基帶交換單元和射頻單元之間的時間同步無線網絡中心控制器。
[0011]本發明還提供一種軟件定義的分布式無線系統，所述分布式無線系統包括基帶交換單元；所述基帶交換單元接收由錨點下發的下行基帶信號數據包；所述下行基帶信號數據包的包頭包括射頻單元地址信息、射頻單元端口信息、版本號信息、擴展位信息；所述基帶交換單元解析下行基帶信號數據包的包頭信息，將下行基帶信號數據發送給包頭中射頻單元地址信息對應的射頻單元，以便下行基帶信號數據經射頻單元處理后發送給用戶終端。
[0012]優選地，所述分布式無線系統還包括錨點；所述錨點根據無線網絡中心控制器分配的基帶資源調度矩陣和基帶計算矩陣，將從核心網接收到的發向用戶終端的下行空口協議數據轉換為下行基帶信號數據，將下行基帶信號數據打包成下行基帶信號數據包發送給基帶交換單元；所述基帶資源調度矩陣為三維結構，分別用X、y和Z軸表示；x軸為某用戶終端被分配的用于發送和接收射頻信號的射頻單元軸為某用戶終端被分配的射頻單元的最小射頻資源單位軸為某用戶終端被調度的時機和次數，表示為一個公共傳輸時間間隔。
[0013]優選地，所述分布式無線系統還包括射頻單元；所述射頻單元接收下行基帶信號數據后，將下行基帶信號數據調制成下行射頻信號數據，然后將下行射頻信號數據通過空口發送給用戶終端。
[0014]優選地，所述分布式無線系統還包括時間同步設備；所述時間同步設備采用定時裝置；所述定時裝置和無線網絡中心控制器，錨點，基帶交換單元和射頻單元分別連接，將定時信號傳送給無線網絡中心控制器，錨點，基帶交換單元和射頻單元，保證無線網絡中心控制器，錨點，基帶交換單元和射頻單元之間的時間同步無線網絡中心控制器。
[0015]如上所述，本發明所述的軟件定義的分布式無線系統及其下行數據通信方法，具有以下有益效果:
[0016]本發明通過基帶交換單元實現了異構網絡中任何類型網絡的基帶信號的下行傳遞，解決現有分布式無線網絡聯合處理的系統不能對不同技術組成的分布式無線網絡進行統一管理和維護，統一資源調度，統一處理的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明所述的軟件定義的分布式無線系統的結構示意圖。
[0018]圖2為本發明所述的動態調整錨點的處理能力的示意圖。
[0019]圖3為本發明所述的確定用戶終端的錨點附著過程和錨點切換過程的流程示意圖。
[0020]圖4為本發明所述的基帶資源調度矩陣的結構示意圖。
[0021]圖5為本發明所述的下行基帶信號數據包的包頭結構示意圖。
[0022]圖6為本發明所述的上行基帶交換矩陣的結構示意圖。
[0023]圖7為本發明所述的上行基帶信號數據包的包頭結構示意圖。
[0024]圖8為本發明所述的LTE網絡下行數據聯合處理過程的流程示意圖。
[0025]圖9為本發明所述的LTE網絡和UMTS網絡組成的異構分布式無線網絡中下行數據聯合處理過程的流程示意圖。
[0026]圖10為本發明所述的LTE網絡和UMTS網絡組成的異構分布式無線網絡中上行基帶資源調度矩陣的結構示意圖。
[0027]圖11為本發明所述的LTE網絡上行數據聯合處理過程的流程示意圖。
[0028]圖12a和圖12b本發明所述的LTE網絡組成的異構分布式無線網絡中無線網絡中心控制器分別在to時刻和tl時刻為基帶交換單元提供的上行基帶交換矩陣的結構示意圖。
[0029]圖13為本發明所述的LTE網絡和UMTS網絡組成的異構分布式無線網絡中上行數據聯合處理過程的流程示意圖。
[0030]圖14為本發明所述的LTE網絡和UMTS網絡組成的異構分布式無線網絡中基帶資源調度矩陣的結構示意圖。
[0031]圖15a和圖15b本發明所述的LTE網絡和UMTS網絡組成的異構分布式無線網絡中無線網絡中心控制器分別在to時刻和tl時刻為基帶交換單元提供的上行基帶交換矩陣的結構示意圖。
[0032]元件標號說明
[0033]100控制層
[0034]110無線網絡中心控制器
[0035]200數據層
[0036]210 基帶信號數據計算中心單元
[0037]211錨點
[0038]300交換層
[0039]310基帶交換單元
[0040]400射頻層
[0041]410射頻單元
[0042]500時間同步設備
【具體實施方式】
[0043]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕