一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法系统，所述方法包含：步骤101）对基带处理中心的基带资源进行虚拟化处理，得到若干离散资源块；针对各种制式系统，建立无线信道下的各种空口传输策略与各空口传输策略所使用的离散资源块之间的映射表；步骤102）提取并记录当前时刻到达基带处理中心的所有业务的各项属性；步骤103）根据可用无线信道及最小化利用基带资源量的原则：首先，预估计当前时刻到达基带处理中心的各业务所需的无线信道的数量，然后，预估计各无线信道的空口传输策略；步骤104）基于两个预估计结果，根据可用的无线信道及基带处理中心当前时刻可用的空闲资源块进行资源的动态分配。

【技术实现步骤摘要】
一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法及系统
本专利技术涉及移动通信网络
，尤其涉及基带集中通信系统架构下(或者C-RAN架构下)的支持多种制式、多用户的，基于多小区无线空口传输(包括空口资源，传输方式)等匹配的集中下行基带处理资源(包括计算资源与存储资源)动态分配方法。
技术介绍
近年来，集中基带处理架构(或者C-RAN)逐渐受到关注，C-RAN是根据现网条件和技术进步的趋势，提出的新型无线接入网构架。C-RAN是基于集中化处理(CentralizedProcessing)，协作式无线电(CollaborativeRadio)和实时云计算构架(Real-timeCloudInfrastructure)的绿色无线接入网构架(Cleansystem)。其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。C-RAN的总目标是为解决移动互联网快速发展给运营商所带来的多方面挑战(能耗，建设、运维成本和频谱资源)，追求未来可持续的业务和利润增长。但是，在基带集中架构下，如何最大效用的优化基带资源调度进而提高系统性能是基带集中式通信系统设计与优化的关键问题。在传统架构下，不同制式通信系统下的不同小区基带资源独立为本地小区提供基带计算与处理能力，此时系统的资源瓶颈主要在于无线空口传输，包括空口资源，例如频率资源、功率资源、码字资源等，以及传输方式，如单/多天线传输方式，自适应调制编码等，而基带资源相对充足。因此，大量针对系统资源优化与管理的工作集中于无线空口资源，很少考虑基带资源的优化。然而，随着集中基带架构的应用，相同的基带资源将同时为多种制式系统中的多个小区提供基带计算与处理能力，基带资源的优化管理对系统性能的影响已经与空口资源管理同等重要，仅仅考虑无线空口资源的优化将会造成基带资源与空口资源的失配，严重影响系统性能。因此，如何提高基带处理服务器利用率，最优化基带处理服务器的部署数量，提高基带中心能效与空间利用率，并实现基带资源与无线空口传输的匹配优化，以满足多制式、多用户的多种业务需求是需要亟待解决的问题。经过调研，目前鲜有相关问题的技术研究成果，特别是针对多制式、多用户、多业务需求的，基于空口资源匹配的集中基带动态分配优化技术。本专利技术要解决的问题是：如何提供一种适用于大规模基带处理中心的下行的基带处理资源动态分配方法，保证多制式、多用户、多业务需求同时,实现基带资源与空口传输的匹配优化，提高大规模基带处理中心的基带处理资源利用率、基带中心能效与空间利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服上述问题，本专利技术提供一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，所述方法包含：将基带资源离散化为若干可调用的资源块，并建立可调用资源块与各种制式的通信方式的空口传输策略之间的对应关系；提取待处理业务的属性，并根据可用无线信道及最小化利用基带资源量的原则估计无线信道需求量及各无线信道对应的空口传输策略，进而基于资源块与空口传输策略之间的对应关系为待处理业务分配资源块；其中，所述通信方式的制式包含：LTE，且通信方式的制式唯一对应一种无线信道类型。上述针对基带集中处理架构的动态资源分配方法具体包含：步骤101)对基带处理中心的基带资源进行虚拟化处理，进而得到若干离散资源块；针对各种制式系统，建立一条无线信道下的各种空口传输策略与各空口传输策略所使用的离散资源块之间的映射表，得到“空口-离散资源块映射表”；其中，所述离散资源块的类型包含：计算资源块和存储资源块，且各离散资源块为基带资源分配的最小单元；所述空口传输策略为：将某种调制编码方式与单/多天线发送方式组合；步骤102)提取并记录当前时刻到达基带处理中心的所有业务的各项属性；其中，所述属性包含：业务服务质量要求QoS、业务所属系统制式、业务所属用户和业务所属用户所属小区；步骤103)根据可用无线信道及最小化利用基带资源量的原则：首先，预估计当前时刻到达基带处理中心的各业务所需的无线信道的数量，然后，预估计各无线信道的下行传输策略；其中，当预估计的无线信道的数量大于可用无线信道的数量时，将某些业务进行缓存，等待下一时刻的基带资源分配；步骤104)基于上述两个预估计结果，根据可用的无线信道及基带处理中心当前时刻可用的空闲资源块进行资源的动态分配，实现无线空口传输策略与基带资源的匹配；其中，经过步骤104)后未获得离散资源块的业务将被缓存，进而等待下一时刻的基带资源分配。可选的，上述步骤101)进一步包含：步骤101-1)基带处理中心中各基带处理器的基带资源通过虚拟化技术离散为大量基带资源块，包括计算资源块与存储资源块，作为基带资源分配的最小单位。其中，计算资源块的度量单位为：a次/秒，存储资源块度量单位为b字节，将整个基带处理中心的基带资源的计算资源块总数设置为M，存储资源块总数为N；步骤101-2)将某一条无线信道下的某种空口传输策略与该空口传输策略所需的离散资源块之间的映射关系式设定为：通过如下公式确定某种下行传输策略条件下所需的计算资源块数目m和存储资源块数量n的具体数量：其中，m为所需的计算资源块数量；n为所需的存储资源块的数量；i∈I表征业务对应的系统制式，且I为可支持的系统制式集合，i唯一确定相应的信道的类型；εi表征系统制式i特有的下行信号多址方式；κi∈Ki表征所采用的基带调制编码方式，Ki为在系统制式i中可使用的基带调制编码方式集合；表征所采用的信道编码，Hi表征系统制式i中可用的信道编码方案；表征采用的空域信号发送方案，Θi表征系统制式i所支持的空域信号发送方案；及分别表征各类别信号处理所需的计算资源块与存储资源块数目，与分别表示由联合算法优化导致的计算资源及存储资源的优化增益，Δmi与Δni分别表示制式i下各信道上基带处理所必须的常量基带计算资源量及存储资源量。可选的，上述步骤102)进一步包含：步骤102-1)提取并记录当前时刻到达的各业务的属性信息，针对某个业务θ的属性信息表达式为：θ＝(i,ci,ui,Rθ,Dθ,eθ,τθ(t),...)其中，i为业务θ所属的系统制式；“ci∈Ci”表征业务θ所属的RRU，且Ci为当前系统所覆盖制式i的RRU集合；表征业务θ所属用户，且为且为制式i系统中第ci射频拉远单元RRU(以下简称)所服务的用户集合；Rθ，Dθ及eθ分别表示业务θ的传输速率需求，最大可允许延迟及最大误码率限制；τθ(t)表示t时刻时业务θ的已等待时间，对于在时刻t达到的业务：τθ(t)＝0；步骤102-2)提取在上一时刻进入缓存的等待基带资源分配的业务的属性信息；其中，将当前时刻到达的各业务和从缓存中等待分配基带资源的业务的总和记为Ω(t)。可选的，上述步骤103)进一步包含：步骤103-1)根据业务属性确定各业务所需的无线信道数及空口传输策略可行域；步骤103-2)根据可行域以最小化基带离散资源块数量为原则对各业务进行无线信道数量及空口传输策略预估计；步骤103-3)根据各业务的无线信道数及空口传输策略预估计，计算各RRU所需无线信道数量及总发射功率；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，所述方法包含：将基带资源离散化为若干可调用的资源块，并建立可调用资源块与各种制式的通信方式的空口传输策略之间的对应关系；提取待处理业务的属性，并根据可用无线信道及最小化利用基带资源量的原则估计无线信道需求量及各无线信道对应的空口传输策略，进而基于资源块与空口传输策略之间的对应关系为待处理业务分配资源块；其中，所述通信方式的制式包含：LTE，且通信方式的制式唯一对应一种无线信道类型。

【技术特征摘要】
1.一种基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，所述方法包含：将基带资源离散化为若干可调用的资源块，并建立可调用资源块与各种制式的通信方式的空口传输策略之间的对应关系；所述空口传输策略为：将某种调制编码方式与单/多天线发送方式组合；提取待处理业务的属性，并根据可用无线信道及最小化利用基带资源量的原则估计无线信道需求量及各无线信道对应的空口传输策略，进而基于资源块与空口传输策略之间的对应关系为待处理业务分配资源块；其中，所述通信方式的制式包含：LTE，且通信方式的制式唯一对应一种无线信道类型。2.根据权利要求1所述的基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，所述方法具体包含：步骤101)对基带处理中心的基带资源进行虚拟化处理，进而得到若干离散资源块；针对各种制式系统，建立一条无线信道下的各种空口传输策略与各空口传输策略所使用的离散资源块之间的映射表，得到“空口-离散资源块映射表”；其中，所述离散资源块的类型包含：计算资源块和存储资源块，且各离散资源块为基带资源分配的最小单元；所述空口传输策略为：将某种调制编码方式与单/多天线发送方式组合；步骤102)提取并记录当前时刻到达基带处理中心的所有业务的各项属性；其中，所述属性包含：业务服务质量要求QoS、业务所属系统制式、业务所属用户和业务所属用户所属小区；步骤103)根据可用无线信道及最小化利用基带资源量的原则：首先，预估计当前时刻到达基带处理中心的各业务所需的无线信道的数量，然后，预估计各无线信道的空口传输策略；其中，当预估计的无线信道的数量大于可用无线信道的数量时，将某些业务进行缓存，等待下一时刻的基带资源分配；步骤104)基于上述两个预估计结果，根据可用的无线信道及基带处理中心当前时刻可用的空闲资源块进行资源的动态分配，实现无线空口传输策略与基带资源的匹配；其中，经过步骤104)后未获得离散资源块的业务将被缓存，进而等待下一时刻的基带资源分配。3.根据权利要求2所述的基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，其特征在于，所述步骤101)进一步包含：步骤101-1)用于对基带处理中心的基带资源进行虚拟化处理，进而得到若干离散资源块；其中，所述离散资源块的类型包含：计算资源块和存储资源块，且各离散资源块为基带资源分配的最小单元；其中，计算资源块的度量单位为：a次/秒，存储资源块度量单位为b字节，将整个基带处理中心的基带资源的计算资源块总数设置为M，存储资源块总数为N；步骤101-2)将某一条无线信道下的某种空口传输策略与该空口传输策略所需的离散资源块之间的映射关系式设定为：通过如下公式确定某种下行传输策略条件下所需的计算资源块数目m和存储资源块数量n的具体数量：其中，m为所需的计算资源块数量；n为所需的存储资源块的数量；i∈Ι表征业务对应的系统制式，且Ι为可支持的系统制式集合，i唯一确定相应的信道的类型；εi表征系统制式i特有的下行信号多址方式；κi∈Ki表征所采用的基带调制编码方式，Ki为在系统制式i中可使用的基带调制编码方式集合；表征所采用的信道编码，Hi表征系统制式i中可用的信道编码方案；表征采用的空域信号发送方案，Θi表征系统制式i所支持的空域信号发送方案；及分别表征各类别信号处理所需的计算资源块与存储资源块数目，与分别表示由联合算法优化导致的计算资源及存储资源的优化增益，Δmi与Δni分别表示制式i下各信道上基带处理所必须的常量基带计算资源量及存储资源量。4.根据权利要求3所述的基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，其特征在于，所述步骤102)进一步包含：步骤102-1)提取并记录当前时刻到达的各业务的属性信息，针对某个业务θ的属性信息表达式为：θ＝(i,ci,ui,Rθ,Dθ,eθ,τθ(t),...)其中，i为业务θ所属的系统制式；“ci∈Ci”表征业务θ所属的RRU，且Ci为当前系统所覆盖制式i的RRU集合；表征业务θ所属用户，且为制式i系统中第ci射频拉远单元RRU所服务的用户集合；Rθ，Dθ及eθ分别表示业务θ的传输速率需求，最大可允许延迟及最大误码率限制；τθ(t)表示t时刻时业务θ的已等待时间，对于在时刻t达到的业务：τθ(t)＝0；步骤102-2)提取在上一时刻进入缓存的等待基带资源分配的业务的属性信息；其中，将当前时刻到达的各业务和从缓存中等待分配基带资源的业务的总和记为Ω(t)。5.根据权利要求4所述的基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，其特征在于，所述步骤103)进一步包含：步骤103-1)根据业务属性确定各业务所需的无线信道数及空口传输策略可行域；步骤103-2)根据可行域以最小化基带离散资源块数量为原则对各业务进行无线信道数量及空口传输策略预估计；步骤103-3)根据各业务的无线信道数及空口传输策略预估计，计算各RRU所需无线信道数量及总发射功率；根据计算结果判断各RRU可用无线信道数及发射功率是否均大于需求量，如果大于，则进入步骤103-5)；否则进入步骤103-4)；步骤103-4)首先，根据业务时延信息，按照一定优先级原则，从待处理业务集合中删除允许等待下一时刻分配资源的业务；然后，更新删除业务的等待时间，将该业务存入缓存；最后，更新待处理业务集合，判断各RRU可用无线信道数及发射功率是否均大于更新后的需求量，如果大于，则进入步骤103-5)；否则重复执行步骤103-4)包含的上述3个子步骤，直到各RRU可用无线信道数及发射功率均大于更新后剩余各待处理业务对信道和功率的需求量；步骤103-5)输出待处理业务集合与各业务对应的空口传输策略。6.根据权利要求5所述的基于基带集中处理架构的动态资源分配方法，其特征在于，所述步骤104)进一步包含：步骤104-1)根据步骤103-5)中输出的待处理业务集合，及各待处理业务...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，李宏佳，王泽珏，慈松，赵志军，谭红艳，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11