一種軟件定義的分布式無線系統及其上行數據通信方法
【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上行數據通信方法。
【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上行數據通信方法，用于解決現有分布式無線網絡系統，在聯合處理過程中，基站設備間進行大規模聯合聯合處理時，大量數據交互所帶來的處理處理瓶頸的問題，并且，針對無線網絡負荷量分布不均勻的特點，對分布式無線網絡資源進行統一管理、維護和調度。
[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上行數據通信方法，所述上行數據通信方法包括:所述基帶交換單元接收由射頻單元上傳的上行基帶信號數據包，解析上行基帶數據包的包頭信息；所述上行基帶信號數據包的包頭包括最小頻譜分配資源單位信息和射頻單元身份標簽；所述基帶交換單元根據無線網絡中心控制器分配的上行基帶交換矩陣將上行基帶信號數據傳輸給對應的錨點；所述上行基帶交換矩陣為二維結構，分別用X和I軸表示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；上行基帶交換矩陣中填寫的內容為處理上行基帶信號數據的虛擬無線網絡錨點的身份標簽；所述基帶交換單元根據所述射頻單元身份標簽檢索基帶資源調度矩陣，獲得處理上行基帶信號數據包的錨點的身份標簽，并將所述上行基帶信號數據包上傳給對應身份標簽的錨點進行處理。
[0008]優選地，所述基帶資源調度矩陣是無線網絡中心控制器根據射頻單元，錨點，和用戶終端上報的信息生成的；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，對于LTE系統來說，最小射頻資源單位為物理資源塊；對于UMTS系統來說，最小射頻資源單位為碼字資源。
[0010]優選地，所述射頻單元接收到用戶終端通過空口上傳的上行射頻信號數據后，將上行射頻信號數據解調成上行基帶信號數據，并將上行基帶信號數據以最小頻譜分配資源單位進行劃分，將劃分后的每段上行基帶信號數據加上包頭打包成一個上行基帶信號數據包，然后將上行基帶信號數據包發送給基帶交換單元；所述上行基帶信號數據包的包頭包括最小頻譜分配資源單位信息和射頻單元身份標簽。
[0011]優選地，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，將上行基帶信號數據轉換成上行空口協議數據。
[0012]本發明還提供一種軟件定義的分布式無線系統，包括基帶交換單元；所述基帶交換單元接收由射頻單元上傳的上行基帶信號數據包，解析上行基帶數據包的包頭信息；所述上行基帶信號數據包的包頭包括最小頻譜分配資源單位信息和射頻單元身份標簽；所述基帶交換單元根據無線網絡中心控制器分配的上行基帶交換矩陣將上行基帶信號數據傳輸給對應的錨點；所述上行基帶交換矩陣為二維結構，分別用X和I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；上行基帶交換矩陣中填寫的內容為處理上行基帶信號數據的虛擬無線網絡錨點的身份標簽；所述基帶交換單元根據所述射頻單元身份標簽檢索基帶資源調度矩陣，獲得處理上行基帶信號數據包的錨點的身份標簽，并將所述上行基帶信號數據包上傳給對應身份標簽的錨點進行處理。
[0013]優選地，所述分布式無線系統還包括射頻單元；所述射頻單元接收到用戶終端通過空口上傳的上行射頻信號數據后，將上行射頻信號數據解調成上行基帶信號數據；所述射頻單元將上行基帶信號數據以最小頻譜分配資源單位進行劃分，將劃分后的每段上行基帶信號數據加上包頭打包成一個上行基帶信號數據包，然后將上行基帶信號數據包發送給所述基帶交換單元；所述上行基帶信號數據包的包頭包括最小頻譜分配資源單位信息和射頻單元身份標簽。
[0014]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，將上行基帶信號數據轉換成上行空口協議數據。
[0015]優選地，所述分布式無線系統還包括無線網絡中心控制器；所述無線網絡中心控制器根據射頻單元，錨點，和用戶終端上報的信息生成基帶資源調度矩陣；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。
[0016]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；
[0017]如上所述，本發明所述的軟件定義的分布式無線系統及其上行數據通信方法，具有以下有益效果:
[0018]本發明通過無線網絡中心控制器為基帶交換單元提供上行基帶交換矩陣，解決了現有分布式無線網絡系統在聯合處理