一种基于C-RAN架构下直接通信的虚拟调度方法技术

本发明专利技术公开了一种直接通信的虚拟调度方法，涉及C-RAN架构下直接通信的虚拟调度方法，MSC利用终端位置数据库存储的主被叫终端位置信息计算主被叫终端之间的距离，并与设定的门限值比较，以确定是否建立直接通信链路，并根据主被叫终端之间的距离和信号接收灵敏度确定主被叫终端的发射功率，以及根据终端的QoS要求确定直接通信收发带宽和收发时间，以降低网络的延迟，提高系统的网络吞吐量和频谱利用率。本发明专利技术充分利用基于C-RAN架构无线接入网的集中式处理特性，实现低时延、低信令开销的终端直接通信。

【技术实现步骤摘要】
一种基于C-RAN架构下直接通信的虚拟调度方法
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种直接通信的虚拟调度方法。
技术介绍
C-RAN架构无线接入系统具有一个虚拟的基带资源池管理结构，主要包括三部分：1）由远端无线射频单元（RemoteRadioUnit，RRU）和天线组成的分布式无线网络；2）由高带宽低延迟的光传输网连接远端无线射频单元；3）由高性能通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池。其中，集中式基带资源池统一管理各小区移动用户的业务信息和信道状况等信息，具有异常强大的数据处理能力；光传输网络相对于传统有线网络，具有传输带宽高、传输时延低等优点。直接通信是在不需要网络中转的前提下，终端用户之间直接建立通信连接，以降低网络延迟，增加网络的吞吐量，更好地满足用户的需求。目前，CDMA系统存在几种经典的终端直接通信技术，最具典型的是基于网络控制的终端直接通信方法，主要包括以下步骤：若移动交换中心（MSC）中存在需要通信的两个终端处在同一个无线网络控制器（RNC）域，则MSC通知RNC进一步检查两个终端是否处于同一个或者相邻的基站内；若RNC发现两个终端处于同一个或者相邻的基站内，则RNC向两个终端发送直接建立链路的消息，如图1所示。而现有的终端直接通信方法是专门应用于分布式通信系统，该方法需要在MSC和RNC进行两步判断后，才能确定是否采用直接通信，需要一定的时间做出判断；此外，在判断的过程中，MSC需要向RNC发送通知，而MSC和RNC通常都存在着一定的距离，因此在发送通知的过程中存在一定的传输时延，使得判断是否采用直接通信需要更长的时间。因此，现有的终端直接通信技术在判断是否采用终端直接通信的过程需要较长的时间，从而使得直接通信链路建立时间长，采用终端直接通信技术并不能获得理想的网络性能。另外，现有的终端直接通信技术只是判断两个终端是否在同一个RNC中，来确定是否建立直接通信链路，并没有根据两个终端之间的实际距离来确定；现有的终端直接通信技术只是确定直接通信链路相应的带宽和传输时间，并不能根据终端的服务质量（QoS）（如时延、丢包率、吞吐量）要求自动地调整带宽的大小，以满足终端的不同需求；现有的终端直接通信技术不能根据移动终端间的距离、信道衰落直接确定一个合适的发射功率，需要逐步调整发射功率，而在调整的过程中极大地影响用户的服务质量。在C-RAN架构无线接入网系统中，基带资源处理池具有系统中全部终端的信息，并能集中处理各种交互信息，能够有效地降低信息处理时延、信息传输时延以及网络中的各种信令开销，而这些特性对于在C-RAN架构无线接入网系统中进行终端直接通信提供天然的条件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有的终端直接通信技术在判断是否采用终端直接通信的过程需要较长的时间，只能根据两个终端是否在同一个RNC中确定建立直接通信链路，不能根据终端的QoS要求自动地调整带宽的大小，不能根据移动终端间的距离、信道衰落直接确定一个合适的发射功率等问题，本专利技术充分利用C-RAN架构无线接入网系统的低信息处理时延、低信息传输时延以及网络信令开销小等特性，在C-RAN架构无线接入网系统中提出一种基于C-RAN架构下直接通信的虚拟调度方法，通过计算两个终端之间的距离来确定是否采用终端直接通信，以提高系统的网络吞吐量和频谱利用率，进而满足终端的各种通信需求。本专利技术解决上述问题的技术方案是：针对C-RAN架构无线接入网系统的低信息处理时延、低信息传输时延以及网络信令开销小等特性，基带资源处理池根据获得的主被叫终端的位置信息计算主被叫终端之间的距离，并与设定的门限值比较，以确定是否建立直接通信链路，从而降低网络的网络延迟，提高系统的网络吞吐量和频谱利用率，进而满足终端的需求。基于C-RAN架构下直接通信的虚拟调度方法包括以下步骤：一种应用于RAN架构无线接入网系统直接通信的虚拟调度方法，包括以下步骤：基带资源处理池中的MSC接收移动终端的呼叫请求，读取主叫终端的移动用户识别码IMSIc，及被叫终端的移动用户识别码IMSII，并向终端位置数据库查询主、被叫终端位置信息；MSC利用主、被叫终端位置信息计算主、被叫终端之间的距离dmn；MSC将距离dmn与系统设定的终端直接通信门限距离dth进行比较，如果距离dmn小于终端直接通信门限距离dth，MSC分别生成主、被叫终端调度指令，在主、被叫终端之间建立直接通信链路，否则，通过RRU中转建立主、被叫终端之间的通信链路。所述计算主、被叫终端之间的距离dmn包括：MSC根据主叫终端坐标位置（xm,ym,zm）、被叫终端坐标位置（xn,yn,zn），根据公式：计算主、被叫终端之间的的距离。所述主、被叫终端的调度指令包括终端的IMSI、选择的通信方式、收发时间、收发带宽、发送功率。MSC根据主、被叫终端的信号接收灵敏度、被叫终端的接收天线增益GR被、主叫终端的发射天线增益GT主、自由空间的路径损耗Lp，根据公式：PT主(dB)＝PR被(dB)+Lp(dB)-GR被(dB)-GT主(dB)确定主叫终端调度指令中的发射功率；MSC根据主、被叫终端的信号接收灵敏度、主叫终端的接收灵敏度PR主、主叫终端的接收天线增益GR主、被叫终端的发射天线增益GT被，根据公式：PT被(dB)＝PR主(dB)+Lp(dB)-GR主(dB)-GT被(dB)确定被叫终端调度指令中的发射功率，其中λ为射频信号波长，dmn为主被叫终端之间的距离。基带资源处理池根据终端的速率要求，根据公式：计算t时刻终端n分配的物理资源块（Prb）个数，其中，Rn为终端n要求的速率，μ为编码效率，ζ为发射模式，η为控制信道开销。主叫终端和被叫终端可在同一RRU内或分别在相邻的RRU内。本专利技术中的直接通信的虚拟调度方法是充分利用基于C-RAN架构无线接入网的集中式处理特性，实现低时延、低信令开销的终端直接通信，MSC根据所获取的主被叫终端的位置信息计算主被叫终端之间的距离，并与设定的门限值比较，以确定是否建立直接通信链路，并根据主被叫终端之间的距离和信号接收灵敏度确定主被叫终端的发射功率，以及根据终端的QoS要求确定收发带宽和收发时间，以降低网络的延迟，提高系统的网络吞吐量和频谱利用率，并能满足终端的各种需求。附图说明图1CDMA系统中网络协助建立直接通信链路的流程图；图2C-RAN架构下直接通信的虚拟调度机制的流程图；图3C-RAN架构下主被叫终端直接通信链路建立的流程图；图4主叫终端调度指令的格式；图5被叫终端调度指令的格式；图6实施例一的终端间直接通信；图7实施例二的终端间直接通信。具体实施方式在基于C-RAN架构下直接通信的虚拟调度方法中，MSC利用终端位置数据库存储的主被叫终端位置信息计算主被叫终端之间的距离；如果主被叫终端之间的距离小于系统设定的直接通信门限距离，则MSC根据终端之间的距离、终端设备的接收灵敏度及终端的Qos要求计算终端直接通信使用的物理资源，生成调度信息，在主被叫终端之间建立直接通信链路。以下结合附图和具体实施案例对本专利技术进行详细说明。如图2所示为C-RAN架构下直接通信的虚拟调度机制的流程图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于RAN架构无线接入网系统直接通信的虚拟调度方法，其特征在于，包括以下步骤：基带资源处理池中的MSC接收移动终端的呼叫请求，读取主叫终端的移动用户识别码IMSIc，及被叫终端的移动用户识别码IMSII，并向终端位置数据库查询主、被叫终端位置信息；MSC利用主、被叫终端位置信息计算主、被叫终端之间的距离dmn；MSC将距离dmn与系统设定的终端直接通信门限距离dth进行比较，如果距离dmn小于终端直接通信门限距离dth，MSC分别生成主、被叫终端调度指令，在主、被叫终端之间建立直接通信链路，否则，通过RRU中转建立主、被叫终端之间的通信链路。

【技术特征摘要】
1.一种应用于RAN架构无线接入网系统直接通信的虚拟调度方法，其特征在于，包括以下步骤：基带资源处理池中的MSC接收移动终端的呼叫请求，读取主叫终端的移动用户识别码IMSIc，及被叫终端的移动用户识别码IMSII，并向终端位置数据库查询主、被叫终端位置信息；MSC利用主、被叫终端位置信息计算主、被叫终端之间的距离dmn；MSC将距离dmn与系统设定的终端直接通信门限距离dth进行比较，如果距离dmn小于终端直接通信门限距离dth，MSC分别生成主、被叫终端调度指令，在主、被叫终端之间建立直接通信链路，否则，通过RRU中转建立主、被叫终端之间的通信链路；所述主、被叫终端的调度指令包括终端的IMSI、选择的通信方式、收发时间、收发带宽、发送功率；MSC根据主、被叫终端的信号接收灵敏度、被叫终端的接收天线增益GR被、主叫终端的发射天线增益GT主、自由空间的路径损耗Lp，根据公式：PT主(dB)＝PR被(dB)+Lp(dB)-GR被(dB)-GT主(dB)确定主叫终端调度指令中的发射功率；MSC根据主、被叫终端的信号接收灵敏度、主叫终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占军，陈玲珑，李国军，侯维娜，陈前斌，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：