一種無線異構網絡中可編程物理平面設計方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種無線異構網絡中可編程物理平面設計方法。
【背景技術】
[0002]隨著用戶對網絡需求的不斷增加，運營商和供應商需要不斷優化網絡滿足用戶需求，為用戶提供更加個性化高性能的服務，同時運營商和供應商為提升網絡性能需對無線協議不斷演進，對應的無線基礎設施必須支持協議的演進。在以往，由于硬件的形式是為每一個協議設計的特定的專用集成電路，協議的定義與硬件緊密耦合，協議的改變意味著需要更換基站，當協議升級時間周期相對較慢，基站部署稀疏并且覆蓋范圍大時，這種結構工作良好，然而在當前網絡中，為了提供高性能和統一覆蓋，協議不斷改變演進，網絡部署也更為稠密，為這些網絡頻繁地升級基站代價昂貴，當前的無線網絡結構抑制了網絡的創新，僵化和封閉性現狀使得網絡面臨開放性、可擴展性和可演進性的問題。此外，現有無線異構網絡是多制式網絡技術并存的無線環境，網絡的僵化和封閉性導致了異構的多制式網絡難以實現有效互聯互通和融合，使得大量無線基礎設施和頻譜資源無法統一管理和合理配置，難以實現有效利用，用戶的服務質量也因此難以得到保證，可見，現有無線網絡面臨著可擴展性，靈活性，可控性以及融合性的問題。
[0003]可編程的物理平面能夠實現物理平面資源的虛擬化，控制平面與物理平面的分離解耦，軟件對硬件資源的合理配置和利用，進而實現無線協議的靈活演進，多制式異構網絡的融合，提供高性能的用戶業務服務，實現具有可編程性、易管理性、可擴展性、開放靈活可控的無線網絡環境。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種無線異構網絡中可編程物理平面設計方法，該方法得到的物理平面可擴展性、靈活性、可控性及融合性均較好。
[0005]為達到上述目的，本發明所述的無線異構網絡中可編程物理平面設計方法，其特征在于，包括以下步驟:對物理平面進行單元化及虛擬化處理，并根據不同處理功能確定融合單元化的粒度及結構形式，再構建物理平面與控制平面分離解耦的架構，物理平面向控制平面提供開放的可編程接口，控制平面根據全局信息控制物理平面，控制平面與物理平面協同對用戶數據進行處理，實現物理處理資源的配置、管理及均衡利用。
[0006]對物理平面進行單元化及虛擬化處理的具體過程為:
[0007]不同制式網絡技術對信號的處理過程均包括實現FIR/IIR濾波、擴頻、快速傅立葉變換、信道估計、QAM映射、交織、卷積編碼、Turbo編碼及循環冗余校驗，不同制式網絡技術在相同處理功能方面僅在參量、配置及算法上不同，對參量及配置不同而處理功能相同的基帶處理單元進行融合單元化。
[0008]所述物理平面的融合單元化結構包括FIR/IIR濾波融合單元、擴頻單元、第一融合子單元、第二融合子單元及循環冗余校驗單元;通過FIR/IIR濾波融合單元實現對WiF1、3G、LTE、DVB-T在信號處理中的濾波;通過擴頻單元對3G制式下的數據進行擴頻處理；當網絡技術中處理功能一致，但無法實現物理層面處理技術融合單元化時，則構建第一融合子單元及第二融合子單元，其中，第一融合子單元與第二融合子單元的參量、配置和算法不同，在信號處理中通過循環冗余校驗單元對WiF1、3G、LTE進行處理。
[0009]開放的可編程接口的結構由面向控制平面提供數據結構P域及面向物理平面提供數據結構C域，其中，通過開放的可編程接口連接物理平面及控制平面，實現物理平面與控制平面之間數據的轉化和協調通信；
[0010]通過開放的可編程接口確定物理平面和控制平面間的通信規則及協議，并基于所述通信規則和協議同時向控制平面和物理平面提供和下發指定的數據結構，其中，面向控制平面提供數據結構P域包含標準化的用戶主觀需求參量、無線異構網絡物理環境參量、物理平面融合單元的運行狀況及矩陣拓撲資源使用信息的抽象參量;面向物理平面提供數據結構C域包含控制平面對物理平面拓撲現狀感知的請求參量、針對用戶數據和融合單元內部的對應配置參量以及來自控制平面的命令參量。
[0011 ]控制平面對用戶數據進行處理的過程為:
[0012]I)控制平面通過開放的可編程接口獲取多元數據結構，所述多元數據結構包括用戶的業務需求信息、當前異構網絡狀況及物理資源占用情況；
[0013]2)控制平面依據根據獲取多元數據結構進行多目標均衡決策，對用戶數據和物理平面融合單元進行處理配置；
[0014]3)控制平面通過開放的可編程接口輸出配置指令，所述配置指令包含確定用戶數據流接入制式和數據的鏈式處理路徑指令、優化矩陣拓撲結構中資源利用狀況指令、切換用戶的接入制式或鏈式處理路徑指令、協同多制式處理用戶數據指令、以及處理突發事件指令。
[0015]物理平面對用戶數據處理的過程為:
[0016]控制平面根據開放的可編程接口提供的用戶所需服務質量的要求、實時網絡環境狀況以及物理平面融合單元的資源占用情況確定均衡決策，并通過開放的可編程接口下發指令，所述通過開放的可編程接口的下發指令中包含對用戶數據流進行指定標記的配置，構造用戶數據的特征域，特征域中規定用戶數據通過物理平面的鏈式處理路徑和通過對應融合單元時需要對融合單元配置的指令，融合單元根據路徑域中的配置指令信息對用戶數據進行處理，并讀取下一段特征域內信息，再根據讀取的下一段特征域內信息將用戶數據傳輸至對應的融合單元中。
[0017]物理平面對用戶數據處理的過程為:
[0018]控制平面對接入的用戶數據流進行指定標記配置，同時控制平面下發對融合單元的配置指令，融合單元內部根據指令信息構造流表，所述流表包含與用戶的匹配域相對應的信息、指定的處理參量信息以及下一跳傳遞路徑信息，當用戶數據流中的標記信息與融合單元在匹配域間相互匹配時，融合單元則依據指定的處理參量信息執行來自控制平面的指令處理該用戶數據流，并依據傳遞路徑信息將用戶數據傳遞給下一指定處理功能的融合單元中。
[0019]本發明具有以下有益效果:
[0020]本發明所述的無線異構網絡中可編程物理平面設計方法在具體操作時，構建物理平面與控制平面分離解耦的架構，控制平面根據全局信息控制物理平面，同時控制平面與物理平面協同對用戶數據進行處理，在上述基礎框架上，物理平面向控制平面提供開放的可編程接口，在具體操作時，可以通過所述開放的可編程接口對物理平面及控制平面進行寫入，解決物理平面與控制平面的耦合問題以及多制式網絡的異構問題，提高無線異構網絡中物理平面的擴展性、靈活性、可控性及融合性。另外，控制平面通過開放的可編程接口實現對物理平面的合理配置；同時，物理平面的融合單元化能夠實現物理平面的虛擬化，不同的用戶數據共用處理資源，不同的數據間和融合單元間相互邏輯隔離，為解決物理平面與控制平面的耦合問題帶來了可能，而控制與數據相分離，控制協議與物理硬件解耦有利于實現網絡的不斷演進和靈活可控性。另外，物理平面的虛擬化和控制與數據的相互分離有效地解決多制式網絡的異構問題，虛擬化中用戶數據共用物理資源且邏輯隔離，既能夠防止不同制式干擾，而且為多制式網絡在物理平面的融合提供基礎。需要指出的是，網絡的不斷演進及多制式網絡的融合為用戶提供了更加個性化、高質量、高性能的服務，控制平面可以根據用戶的服務需求實時切換用戶的接入制式，或者對用戶數據進行多制式并行處理，保障用戶的服務質量。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明中可編程物理平面103的架構示意圖；
[0022]圖2為本發明中物理平面103融合單元化的結構示意圖；
[0023]圖3為本發明中開放可編程接口102的結構示意圖；
[0024]圖4為本發明中控制平面101的決策處理流程圖；
[0025]圖5為本發明中一種物理平面103對用戶數據處理流程示意圖；
[0026]圖6為本發明中另一種物理平面103對用戶數據處理的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0028]參考圖1，本發明所述的無線異構網絡中可編程物理平面設計方法包括以下步驟:對物理平面103進行單元化及虛擬化處理，并根據不同處理功能確定融合單元化的粒度及結構形式，再構建物理平面103與控制平面101分離解耦的架構，物理平面103向控制平面101提供開放的可編程接口 102，控制平面101根據全局信息控制物理平面103，控制平面101與物理平面103協同對用戶數據進行處理，實現物理處理資源的配置、管理及均衡利用，同時，軟件與硬件的解耦，無線協議的靈活演進，多制式異構網絡的靈活選擇和融合以及提供高性能的用戶業務服務。
[0029]參考圖2，對物理平面103進行單元化及虛擬化處理的具體過程為:
[0030]不同制式網絡技術對信號的處理過程均包括實現FIR/IIR濾波、擴頻、快速傅立葉變換、信道估計、QAM映射、交織、卷積編碼、Turbo編碼及循環冗余校驗，不同制式網絡技術在相同處理功能方面僅在參量、配置及算法上不同，可將不同制式的卷積編碼處理功能集成在同一功能單元，不同制式對數據的處理簡化為配置融合單元的參量信息，對參量及配置不同而處理功能相同的基帶處理單元進行融合單元化。
[0031]所述物理平面103的融合單元化結構包括FIR/IIR濾波融合單元201、擴頻單元202、第一融合子單元203、第二融合子單元204及循環冗余校驗單元205;通過FIR/IIR濾波融合單元201實現對WiF1、3G、LTE、DVB-T在信號處理中的濾波;通過擴頻單元202對3G制式下的數據進行擴頻處理；當網絡技術中處理功能一致，但無法實現物理層面處理技術融合單元化時，則構建第一融合子單元203及第二融合子單元204，其中，第一融合子單元203與第二融合子單元204的參量、配置和算法不同，在信號處理中通過循環冗余校驗單元205對WiF1、3G、LTE進行處理。
[0032]需要說明的是，在物理平面103中網絡技術不需要進行的信號處理功能可直接跳過對應的融合單元，如LTE不同于3G，無需通過擴頻單元202，在對基于LTE的數據處理中，當通過擴頻單元202時可直接傳輸到擴頻單元202的輸出端口，無需處理。同時，為實現大規模的用戶數據基于不同的網絡制式處理，應按實際運行狀況合理配置同一融合單元的規模數，實現不同用戶數據基于不同制式網絡技術的并發處理。基于物理平面103的融合單元化，不同制式