一种基于G-RAN的新型无线接入网络方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种在未来移动通信系统中通过对传统网络架构重新设计以实现节能降耗的新型无线网络架构，称之为G-RAN(GREEN-RAN，绿色接入网计划)。G-RAN的提出是基于集中式基带处理，虚拟化基站，基站协同和动态网络架构等关键技术，目标是减少基站机房数量，降低能耗，提高频谱效率，并结合资源共享和网络动态调度，以实现低成本，高带宽和高灵活度的运营。该无线网络架构中引入分布式基站、基站虚拟化、集中式处理等一系列新技术、新工艺，促进行业能源使用效率的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信
，尤其涉及一种基于G-RAN (绿色无线接入网)的新型无线接入网络方法及系统。
技术介绍
随着移动通信产业的不断发展以及新应用的不断出现，业务流量的迅速增长对无线电频谱和网络架构造成了更大的压力，同时，移动通信产业的能耗也成为了节能减排日益得到重视的今天不容忽视的一个问题。因此除了进一步提升服务质量外，移动通信产业也正努力在系统的处理复杂度以及网络架构等方面做进一步的改善。未来移动通信架构要为用户提供廉价的无线宽带接入，需满足以下条件减少资本开支和运营开支，降低能源消耗；提高频谱效率，增加用户带宽；基于开放平台，支持多标准和平滑升级，对终端用户更友好的因特网服务等。而传统架构的无线接入网在移动互联网时代面临着降低成本、提高性能和节能减排的挑战，因此无线接入网必须重新考虑新的网络架构以适应新的环境。移动通信领域也出现了诸如虚拟化基站、基站协同、共享基带资源管理等技术。集中式基带处理可以大大减少同样区域覆盖所需要的基站数量；基于开放平台的虚拟化基站技术的引入可以降低成本，共享处理资源，减少能源消耗，提高基础设施利用率；基站协同包括实体基站的协同以及虚拟化基站的协同，它们的应用将能够提高系统频谱效率；动态网络架构能够实现不同区域时变业务量的负载均衡，为系统带来更大的灵活性。作为无线接入网的核心功能实体，3G中的基站同时包含射频控制和基带处理两部分，通过射频拉远技术把无线基站中的模拟射频收发部分与无线基站的基带数字信号处理部分在模拟中频处分开，将基站划分为远端射频单元RRU和室内单元BBU两部分，射频远端通过光纤与基站相连，与主基站共享基带处理。实现分布式组网，能够很好的解决网络覆盖的问题，但随着系统的不断演进，系统对节能的要求也越来越高。“十二五”计划纲要也将节能减排、共建低碳型社会列为未来通信产业乃至社会发展的一个方向。众多通信相关的企业及科研院所也积极在系统架构方面寻求新的发展， 考虑了诸如集中处理、协作式无线电、利用云计算能力搭建软硬件平台等技术，但在信号传输、资源分配以及信息处理等实际研发和测试中尚面临多个关键技术的挑战。目前，低碳经济已然成为发展的趋势，研究和实现基于绿色无线接入网的新型的移动通信网络架构也成为系统进一步演进的当务之急。本课题正是基于以上背景和研究现状，同时为积极响应“十二五”计划关于共建低碳社会的号召，针对性地提出G-RAN，即Green-RAN，又称绿色无线接入网。
技术实现思路
本专利技术旨在针对传统架构的无线接入网在移动互联网时代面临着降低成本、提高性能和节能减排的挑战，提出了一种基于G-RAN的新型无线接入网络方法及系统。G-RAN是在原有移动通信网络的基础上，对网络进行改进，它是一种基于集中式基带处理，虚拟化基站，基站协同和动态组网等关键技术的无线接入网构架，目标是实现减少基站机房数量，降低能耗，提高频谱效率，并实现资源共享和动态调度，以实现低成本，高带宽和高灵活度的运营。为了实现上述目的，解决相应的技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现 1、分布式无线网络的构建 本方案沿用3G中BBU+RRU的组网方式，使得信号的基带与频带处理进一步分离， 在分布式无线网络部分广泛布置远端射频单元RRU以及分布式天线。通过这些射频远端及天线架构各种形态的无线网络，包括宏蜂窝，微蜂窝，微微蜂窝，室内分布系统，并充分考虑新型中继站、Femto基站的部署。2、基于云计算架构的集中式基带处理中心 G-RAN在网络架构中设立基站节点(定义为功能更加集中化的基站或基带处理单元)，对基带资源进行统计复用，完成各RRU和核心网传输的信令及数据交互。多个基带节点形成一个基带处理中心。在基带处理中心引入虚拟基站，它能够较好地实现虚拟基站之间以及虚拟基站与实体基站之间的协作通信。基带处理中心是基于云计算概念构建，能够增强中心的处理能力，使得服务边缘化。3、由高带宽低延迟光纤连接形成的传输网 由于基带处理和频带处理部分被分离，分布式无线网络的业务量很大，占用带宽很高。连接基带处理模块和远端无线模块的光纤必须能够承载大量的实时基带采样信号。4、实现动态组网 小区之间的差异性固然存在，为了消除该差异性对系统性能造成的影响，引入动态网络架构的概念。技术方案1和技术方案3中，构建分布式无线网络以及分布式网络与基带处理中心互联进一步包括以下内容 保留传统意义的实体基站，实体基站通过光纤接入核心处理平台； 沿用“直放站+室内分布”的室内信号增强方案，借助分布式天线系统实现密集话务区、偏僻地区的信号覆盖，各站点之间通过光纤连接； 沿用基于光纤的射频拉远技术，实现超级基站的部署，即形成处理能力足够大的公共处理单元，射频远端通过光纤连接基带处理中心； 在多用户家庭环境中，通过室内分布系统部署各种类型的微微小区，微微基站通过光纤连接到骨干网的基带处理中心； 在家庭网络中部署Femto基站，实现移动互联网的功能，Femto基站通过光纤连接到基带处理中心。技术方案2和技术方案3中，构建基于云计算的集中式基带处理中心与分布式无线网络互联进一步包括以下内容 定义基站节点如下是一种针对G-RAN的组网设计、基带处理功能适应性的基带处理单元，包括射频远端接收并调制后的基带信号处理以及虚拟基站的基带信号处理； 基站节点主要对基带资源进行统计复用，完成各RRU和核心网传输的信令及数据交互，各部分之间通过光纤相连； 虚拟基站用来分配或处理集中在基带处理中心的各部分资源，作为各个活动用户的无线信号的逻辑实体； 基带处理中心作为G-RAN的数据处理中心，位于云计算概念网络的边缘，所提供的服务面向边缘化； 虚拟基站作为数据处理及分配中心，能够很好地实现与实体基站与其它虚拟基站的协同操作。技术方案3中，采用高带宽低延迟光纤连接形成传输网进一步包括以下内容 传输网根据实际情况使用光纤在基于云计算概念的网络边缘采用环形自愈拓扑结构组网，在基于云计算概念的网络内部沿用传统核心网组网方式； 在基带处理中心与分布式无线网络的连接中采用星型组网方式； 分布式无线网络的各类型站点之间根据实际需要采用混合组网方式。技术方案4中，实现动态组网进一步包括以下内容 网络架构根据该区域对资源的需求情况动态调整，可参考本地业务量需求大小来改变相应基站的发射功率水平，同时保证相邻小区之间的干扰协调效果。针对网络中的家庭、办公区、体育场馆等通信场景，根据资源占用的规律情况，通过部署RRU并根据负载量的大小控制其开关或者相应节点发射功率的大小。由以上技术方案可以看出，本专利技术的技术方案通过综合考虑一个新型无线接入网架构的设计过程中必须要考虑的各个部分，包括传输部分、接入部分、核心处理部分以及部分关键技术，针对各部分进行了较为详细的部署规划，并以节能、高效作为总体目标，实现一种基于G-RAN的新型无线接入网络的架构。下面通过附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行进一步的阐述。附图说明 为了更清晰地阐述本专利技术的实施例和现有的技术方案，下面将本专利技术的技术方案说明附图和现有技术描述中用到的说明附图做简单的介绍，显而易见，在不付出创造性劳动的前提下，本领域普通技术人员可以通过本附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于Ｇ－ＲＡＮ的新型无线接入网络方法及系统，其特征在于包括以下内容：Ａ、通过广泛部署远端射频单元ＲＲＵ以及分布式天线构建各种形态的无线网络，包括宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、室内分布系统，并充分考虑新型中继站、Ｆｅｍｔｏ基站的部署；Ｂ、基于云计算概念构建集中式基带处理中心，对基带资源统计复用，增强计算能力，使得提供的服务边缘化；Ｃ、由高带宽低延迟光纤连接形成传输网，在基带处理模块和远端无线模块之间传输大量的实时基带采样信号；Ｄ、引入动态网络架构的概念，根据各小区业务量的需求大小以及负载使用情况动态调整系统工作机制，消除小区差异性，提升总体性能。

【技术特征摘要】
1.一种基于G-RAN的新型无线接入网络方法及系统，其特征在于包括以下内容A、通过广泛部署远端射频单元RRU以及分布式天线构建各种形态的无线网络，包括宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、室内分布系统，并充分考虑新型中继站、Femto基站的部署；B、基于云计算概念构建集中式基带处理中心，对基带资源统计复用，增强计算能力，使得提供的服务边缘化；C、由高带宽低延迟光纤连接形成传输网，在基带处理模块和远端无线模块之间传输大量的实时基带采样信号；D、引入动态网络架构的概念，根据各小区业务量的需求大小以及负载使用情况动态调整系统工作机制，消除小区差异性，提升总体性能。2.根据权利要求1所述的新型无线接入网络方法及系统，其特征在于所述内容A中，远端射频单元RRU以及分布式天线构建的各种形态的无线网络所起的作用主要为射频信号的接收及发送。3.根据权利要求2所述的新型无线接入网络方法及系统，其特征在于由远端射频单元RRU以及分布式天线构建的无线接入网络包括宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝、Femto家庭网络及室内分布系统。4.根据权利要求1所述的新型无线接入网络方法及系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌大兵，路兆铭，郑伟，温向明，巨颖，赵岩琨，高日新，马文敏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：11