一種無線資源調度方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及無線通信技術領域，特別涉及一種無線資源調度方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷進步，生活水平的不斷提高，手機、電腦等數字終端設備已經成為了人們不可缺少的生活工具。然而，無線通信系統中有限的帶寬資源、復雜的網絡環境、冗余的設備管理等問題制約了移動終端用戶的通信體驗。
[0003]在計算機網絡領域中，軟件定義網絡(Soft-Defined Networking, SDN)定義了一種全新的網絡管理理念，將對網絡的控制從物理設備中解耦合，并將其可編程化，從而簡化網絡配置和管理的復雜度。
[0004]圖1是SDN架構的簡化示意圖。參見圖1，網絡控制面通過南向可編程接口(API)對網絡轉發設備進行靈活的配置和管理，并通過北向接口為應用控制面提供可編程接口，從而簡化網絡服務的實施和定制(如路由、多播、安全管理、接入控制、帶寬管理、QoS、能效等)O
[0005]在移動通信領域中，SDN被廣泛應用在EPC等有線網絡中，從而帶來性能和管理的增益。然而，無線接入網(RAN)由于時間、環境的復雜度等原因，難以直接對SDN理論加以應用。
[0006]在學術界，關于RAN的“軟件化”討論也是各有千秋，近年來云接入網(C-RAN)概念將SDN推向了風口浪尖，這種集中管理的模式好似為C-RAN架構量身訂做。如圖2所示，C-RAN將基帶處理部分(BBU)進行了集中式的處理，通過中心管理、全局優化，達到對遠端射頻拉遠頭(Remote Rad1 Heads, RRH)的資源管理和基帶處理，同時也有效促進了基站間的協作和傳輸技術的管理實施，如多點協作傳輸(Coordinated Multipoint, CoMP)。
[0007]圖3為典型的C-RAN集中式資源管理調度模式示意圖，這種資源管理調度模式下，中心處理器需要分別處理并傳輸每一個RRH每一毫秒的基帶信號，對于時延如此敏感的無線信道來說，中央處理器南向接口中數據前向或后向傳輸的資源帶寬、處理器的性能以及處理時延無疑都是巨大挑戰。
[0008]為了解決上述問題，最簡單有效的解決方案就是將大范圍的網絡量化為小范圍的局部網絡，如圖4所示。這樣，局部網絡中的基站既能享受協作帶來的性能增益，同時又能解決時延、帶寬等問題。然而，采用如圖4這種局部劃分的方案又帶來了新的技術問題:
[0009](I)這種小范圍的協作網絡劃分方法如何構建是一個問題；
[0010](2)網絡劃分一旦確定，那么，分別處于兩個局部協作網絡中的用戶將無法享受到協作增益；
[0011](3)用戶通常是動態變化的(用戶的地理位置、信道條件、數據傳輸等都是動態變化的)，尤其對于部署密集、異構的協作網絡而言，協作集的劃分需要動態自適應，因此，如何動態地劃分管理則是另一個潛在問題。
【發明內容】
[0012]本申請提供了一種無線資源調度方法，利用SDN網絡的管理架構將資源管理調度的實體分級量化，以解決大規模協作網絡中的數據傳輸時延、傳輸瓶頸等問題，從而增強網絡的協作性能，以及進行更加靈活的資源劃分和管理。
[0013]本申請提供了一種無線資源調度方法，包括:
[0014]將無線接入網劃分為三個層次:物理設施層、多級控制層和中心管理層，其中:
[0015]物理設施層中包括無線接入節點AP ;
[0016]多級控制層由至少兩級控制模塊組成，每個控制模塊分別管理對應的AP管理集，處于激活狀態的控制模塊按照相應的策略分別為其用戶集中的用戶調度物理資源和無線資源，根據所設置的級別，級別高的控制模塊在設置的條件滿足時將其資源分配給級別低的控制模塊；
[0017]中心管理層由全局管理實體構成，所述全局管理實體決定多級控制層中各個控制模塊的狀態操作和分配操作。
[0018]較佳地，該方法還可以包括:
[0019]a、用戶觸發信號集修改流程，將信號集由源AP集合修改為目的AP集合；
[0020]b、尋找AP管理集包含目的AP集合的控制模塊，如果找到，將所找到的控制模塊確定為目的控制模塊，繼續執行C，否則，跳到e ;
[0021]C、判斷目的控制模塊是否處于激活狀態，如果已激活，繼續執行d，如果未激活，跳到h ;
[0022]d、目的控制模塊進行決策，確定是否接收所述用戶，如果接收，繼續執行j，否則，跳到f ;
[0023]e、決策是否添加新的控制模塊用于所述目的AP集合，如果不添加，執行f，否則，執行g ;
[0024]f、決策所述用戶的目的控制模塊，跳到j ;
[0025]g、添加新的控制模塊，該控制模塊的AP管理集為所述目的AP集合，并為該新的控制模塊分配資源和配置策略，將其確定為目的控制模塊，跳到j ;
[0026]h、決策是否激活所述目的控制模塊，如果是，執行i，否則，返回f ;
[0027]1、激活該目的控制模塊，并為所述目的控制模塊分配無線資源；
[0028]j、目的控制模塊將所述用戶添加至所述目的控制模塊的用戶集中；
[0029]k、源AP集合的控制模塊將所述用戶從所述源AP集合的控制模塊的用戶集中刪除，結束本流程。
[0030]較佳地，當移動終端設備初次開機或者當移動終端設備的位置區信號集發生改變時，用戶觸發信號集修改流程。
[0031]較佳地，該方法還包括:中心管理層根據設置的條件發起對多級控制層的各個控制模塊進行調整和管理的控制適配流程。
[0032]較佳地，所述控制適配流程包括:資源調整、激活/去激活管理和修改配置，其中:
[0033]資源調整包括:調整各個控制模塊的資源大小，所述資源包括:物理資源和無線資源；
[0034]激活/去激活管理包括:根據網絡拓撲結構、各個基站資源的構成以及用戶的分布數據類型，對效率低于設定門限的控制模塊進行去激活處理或合并處理；
[0035]修改配置包括:應對突發場景的自適應、自配置。
[0036]較佳地，所述AP至少包括:基站、射頻拉遠頭。
[0037]較佳地，在用戶集內用戶的信道信息、配置策略信息、業務傳輸信息滿足設置的條件時，級別高的控制模塊將其資源分配給級別低的控制模塊。
[0038]較佳地，所述全局管理實體是根據全局網絡拓撲、服務質量QoS、以及各個AP的狀態信息，決定多級控制層中各個控制模塊的狀態操作和分配操作。
[0039]較佳地，所述狀態操作至少包括:添加、刪除、激活或去激活控制模塊；
[0040]所述分配操作至少包括:分配物理資源、無線資源。
[0041]由上述技術方案可見，本申請提供的無線資源調度方法，通過利用SDN網絡的管理架構將資源管理調度的實體分級量化，解決了大規模協作網絡中的數據傳輸時延、傳輸瓶頸等問題，從而增強了網絡的協作性能，并能夠進行更加靈活的資源劃分和管理。
【附圖說明】
[0042]圖1為SDN架構的簡化示意圖；
[0043]圖2為C-RAN架構示意圖；
[0044]圖3為典型的C-RAN集中式資源管理調度模式示意圖；
[0045]圖4為局部協作資源管理調度的示意圖；
[0046]圖5為本申請分層資源管理架構的示意圖；
[0047]圖6為本發明一較佳多級控制層與物理設施層之間的邏輯關系示意圖；
[0048]圖7為本發明用戶端發起信號集修改流程的場景示意圖；
[0049]圖8為本發明用戶端發起信號集修改流程的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0050]為使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本申請作進一步詳細說明。
[0051]圖5為本發明提出的分層資源管理架構示意圖，該架構將整個無線接入網劃分為三個層次:物理設施層、多級控制層和中心管理層，其中:
[0052]物理設施層是包括基站、射頻拉遠頭等無線接入節點(Access Point, AP)在內的實體網絡；
[0053]多級控制層由至少兩級控制模塊組成，根據所設置的級別，級別高的控制模塊具有更高的權限，可以將其資源分配調整給級別低的控制模塊，各個級別的控制模塊共同協調完成對物理設施層的控制；
[0054]中心管理層由全局管理實體構成，該全局管理實體根據全局網絡拓撲、QoS、各個AP的狀態等信息，決定多級控制層中各個控制模塊的狀態操作和分配操作，其中，狀態操作包括:添加、刪除、激活、去激活控制模塊，分配操作包括:分配物理資源、無線資源等。
[0055]圖6通過一個示例說明本發明多級控制層與物理設施層之間的邏輯關系示意圖。在圖6所示示例中，多級控制層中設置兩級控制模塊:1級控制模塊和2級控制模塊，其中，2級控制模塊的級別高于I級控制模塊。具體而言:
[0056]每個控制模塊獨立分配使用其物理資源和無線資源，其中:物理資源包括內存、存儲器等；無線資源是指無線信道資源，包括時域資源、頻域資源、空域資源等多種形式。
[0057]每個控制模塊分別管理一些AP，本發明將某控制模塊所管