CN103124219B - 一种无线通讯系统、云虚拟基站和资源调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无线通讯系统、云虚拟基站和资源调度方法，该系统包括：云虚拟基站平台，用于将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，在资源调度层将所述资源层提供的逻辑资源调度给云虚拟基站，其中，所述基站物理资源包括节点计算资源和节点网络资源，所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站；云虚拟基站，用于基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务；云虚拟基站管理设备，用于对所述云虚拟基站进行管理。采用本发明，可以提供多制式基站。

Description

一种无线通讯系统、云虚拟基站和资源调度方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种无线通讯系统、云虚拟基站和资源调度方法。

背景技术

多制式(或称多模)基站(BaseTransceiverStation，BTS)是基站系统发展的一个主流方向，可以有效的降低运营商的建网成本，比如：多模基站多制式合一，占用更小的空间，可以安装在现有的基站机房中，降低了资金投入(CapitalExpenditure，CAPEX)。另外，多模基站共享传输设备、主设备，其能耗也大大降低，因此也降低了管理开销(OperatingExpense，OPEX)。

现有的多制式基站主要有两种的实现方案：

1、以通用移动通信系统(UniversalMobileTelecommunicationsSystem，UMTS)、长期演进(LongTermEvolution，LTE)双制式为例，设计上硬件为独立的两套(主控单元、基带单元、传输单元)，两套硬件分别提供UMTS、LTE业务，相互之间完全隔离，完全独立的两套系统安装在一个BTS设备中。

该方案的主要缺点：支持其他制式非常困难：由于硬件约束，支持新的制式需要新的一套硬件，开发成本很高；难以支持两种以上的制式：3种制式共存就需要三套硬件，由于BTS空间制约，很可能没有足够的空间容纳3套硬件设备，导致不能支持3模。

2、仍以UMTS、LTE双制式为例，设计上硬件为公共的硬件平台(主控单元、基带单元、传输单元)，软件为公共的软件平台，不同制式的业务可以同时运行在公共的软件平台上。

该方案相比方案1有了很大的进步，但是也有缺点：在多个制式并发的场景下，不同制式业务抢占同一套硬件资源，可能导致某一个制式的业务受损；BTS硬件故障，可能导致两种制式的业务均受损且不能恢复。

在介于方案一和方案二之间还有很多的过渡性方案(比如：主控硬件共享、基带硬件分离)，也同样存在上述的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种无线通讯系统、云虚拟基站和资源调度方法。可以提供多制式基站系统。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种无线通讯系统，包括：

云虚拟基站平台，用于将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，在资源调度层将所述资源层提供的逻辑资源调度给云虚拟基站，其中，所述基站物理资源包括节点计算资源和节点网络资源，所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站；

云虚拟基站，用于基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务；

云虚拟基站管理设备，用于对所述云虚拟基站进行管理。

相应地，本发明实施例还提供了一种云虚拟基站，所述云虚拟基站是具有预定制式的云虚拟基站，所述云虚拟基站包括：

资源获取单元，用于根据业务需要向云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的逻辑资源，以使所述云虚拟基站平台根据所述云虚拟基站的请求将逻辑资源通过资源调度层调度给所述云虚拟基站使用，其中，所述逻辑资源是所述云虚拟基站平台将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，并在资源调度层进行调度的；

服务提供单元，用于基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务。

本发明实施例还提供了一种资源调度方法，包括：

云虚拟基站根据业务需要向云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的逻辑资源，以使所述云虚拟基站平台根据所述云虚拟基站的请求将逻辑资源通过资源调度层调度给所述云虚拟基站使用，其中所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站，所述逻辑资源是所述云虚拟基站平台将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，并在资源调度层进行调度的；

所述具有不同制式的云虚拟基站基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务。

在本发明实施例中，通过云虚拟基站平台将基站物理资源虚拟为逻辑资源后提供给多个具有不同制式的云虚拟基站，当基站物理资源故障或云虚拟基站资源需求增加时，通过云虚拟基站平台可以有效的实现资源的调配，提高资源共享的安全性和有效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a是本发明实施例中的无线通讯系统的一个具体组成示意图；

图1b是本发明实施例中的云虚拟基站平台的分层结构示意图；

图2是本发明实施例中的云虚拟基站的一个组成示意图；

图3是本发明实施例中的虚拟基站系统的网络拓扑架构示意图；

图4是本发明实施例中的资源调度方法的一个具体流程示意图；

图5是本发明实施例中的基站管理方法中的资源抽象和注册过程的示意图；

图6是本发明实施例中的基站管理方法中的云虚拟基站创建过程的示意图；

图7是本发明实施例中的基站管理方法中的删除节点过程的示意图；

图8是本发明实施例中的基站管理方法中的删除云虚拟基站过程的示意图；

图9是本发明实施例中的基站管理方法中的云虚拟基站申请新资源过程的示意图；

图10是本发明实施例中的基站管理方法中的云虚拟基站释放资源过程的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提出了一种基于云虚拟基站平台和云虚拟基站(CloudbasedvirtualBTS，cvBTS)的多制式基站实现方案，能够实现多种制式的基站在海量基站物理资源(如，Node)之间共享计算能力，系统整体的计算能力可以根据业务量进行动态弹性扩放，很好的应对临时大业务量冲击的场景。

如图1a所示，为本发明实施例中的无线通讯系统的一个具体组成示意图。该系统1包括：云虚拟基站平台10，用于将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，在资源调度层将所述资源层提供的逻辑资源调度给云虚拟基站，其中，所述基站物理资源包括节点计算资源和节点网络资源，所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站，其中，所述逻辑资源包括管理控制资源、信令资源、基带资源和传输资源；云虚拟基站12，用于基于所述云虚拟基站平台10调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务；云虚拟基站管理设备14，用于对所述云虚拟基站进行管理。

需要说明的是，图1a中的各设备之间的连线仅仅是一示例，在需要时，系统中的各设备还可有更多的联系，如，云虚拟基站管理设备与云虚拟基站平台之间也可以有直接的联系等。

同时，在一个系统中的云虚拟基站的数量可以根据业务需要和资源限制来确定，同一个制式下可以有多个云虚拟基站。

为了区别具有不同制式的云虚拟基站，云虚拟基站可包括云虚拟基站标识属性和云虚拟基站制式标识属性，所述云虚拟基站标识属性用于标识不同的云虚拟基站，所述云虚拟基站制式标识属性用于标识云虚拟基站的制式；这样系统和网络中的其他设备就可以区别不同的云虚拟基站和其制式。如，云虚拟基站可包括：属性一：云虚拟基站实例标识：cvBTSId；属性二：云虚拟基站制式标识：RatType。则一个典型的增加云虚拟基站操作示意如下：ADDcvBTS：cvBTSId，RatType。当然该操作为一个示意，还可以有其他的形式，此处不做赘述。

其中，具有不同制式的云虚拟基站包括下面的一种或多种：UMTS制式的云虚拟基站、LTE制式的云虚拟基站和时分同步(TimeDivisionSynchronous，TDS)CDMA制式的云虚拟基站。

如图1b所示，云虚拟基站平台根据功能划分为三层，物理层中包括Node计算资源和Node网络资源；资源层中包括管理控制资源、信令资源、基带资源和传输资源；资源调度层则对资源层中的资源进行分配和调度。

其中，Node计算资源可包括通用计算资源和专用计算资源，则资源层将物理层的资源虚拟为逻辑资源，资源的虚拟需要考虑专用资源，比如某些专用计算资源仅仅用来处理UMTS的基带算法，而另外的专用计算资源用来处理LTE的基带算法。

将计算资源和网络资源虚拟为逻辑资源，即资源层将虚拟出一系列的资源能力：UMTS管理控制资源能力、UMTS信令资源能力、UMTS基带资源能力，LTE管理控制资源能力、LTE信令资源能力、LTE基带资源能力，TDS管理控制资源能力、TDS信令资源能力、TDS基带资源能力，以及传输资源能力。

本实施例中基站物理资源由系统中的节点提供。云虚拟基站可根据其业务需要向所述云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的资源；云虚拟基站平台则根据所述云虚拟基站的请求通过所述资源调度层的调度将所述资源层提供的逻辑资源调度给所述云虚拟基站使用。

当向所述云虚拟基站提供资源的节点故障时，云虚拟基站平台还用于在所述资源调度层根据资源调度算法将系统中其他节点提供的基站物理资源虚拟为逻辑资源后分配给所述云虚拟基站。

这样，在本实施例中，通过云虚拟基站平台将基站物理资源整合后提供给具有不同制式的云虚拟基站，当基站物理资源故障或云虚拟基站资源需求增加时，通过云虚拟基站平台可以有效的实现资源的调配，提高资源共享的安全性和有效性。

如，当向某个云虚拟基站提供资源的节点等物理资源出现故障时，通过云虚拟基站平台的调用，可以及时满足云虚拟基站的需求，从而使云虚拟基站的业务可以快速恢复或实现业务无损，提高了系统运行的业务安全；同时，当云虚拟基站的业务突然增加时，该云虚拟基站可以向云虚拟基站平台请求分配新的资源，增加云虚拟基站的业务处理能力，提高了基站资源的共享效率。

如图2所示，则为本发明实施例中的云虚拟基站的组成示意图。本例中的云虚拟基站是具有预定制式的云虚拟基站，其包括：资源获取单元120，用于根据业务需要向云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的逻辑资源，以使所述云虚拟基站平台根据所述云虚拟基站的请求将逻辑资源通过资源调度层调度给所述云虚拟基站使用，其中，所述逻辑资源是所述云虚拟基站平台将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，并在资源调度层进行调度的；服务提供单元122，用于基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务。

如图3所示，为本发明实施例中的虚拟基站系统的网络拓扑示意图。该系统包括如下五大部分。

一个或多个节点(Node)20，图3中示例为5个节点，分别为节点0、节点1、节点2、节点3、节点4，用于提供基站的计算资源和网络资源，并将该计算资源和网络资源虚拟为逻辑资源。

该逻辑资源包括管理控制资源、信令资源、基带资源和传输资源，则可以将计算资源和网络资源对应的虚拟为管理控制资源、信令资源、基带资源和传输资源。当然，根据具体业务的需要，也可增加或改变对逻辑资源的分类，此处不做赘述。Node可以是同构的也可以是异构的，比如一个PC机可能是一个Node，一个基站收发台(BaseTransceiverStation，BTS)可能是一个Node；本发明实施例中的Node可以是任何具有计算能力的设备，即，上述5个节点中的任一个节点为计算机、基站收发台或其他具有计算能力的设备。

交换设备22，用于进行所述节点之间的数据交换。在本发明的具体实施例中，交换设备(Switch)可以是任何具有数据交换能力的设备，系统中可以有多个Switch，多个Switch可以组网形成复杂的拓扑。

节点管理设备(NodeMgr)24，用于获得所述节点管理设备管理的节点的逻辑资源的能力，根据所述逻辑资源的能力将所述节点管理设备管理的节点的逻辑资源形成资源池，基于所述交换设备的数据交换将所述资源池中对应的逻辑资源调度给云虚拟基站使用。

节点管理设备可以部署在所述多个节点中的任一个节点上，或单独部署在独立的服务器上。若节点管理设备部署在某一个节点上，则节点管理设备和各节点的信息交互可以通过上述交换设备实现；若节点管理设备部署在单独的服务器上，则节点管理设备也可以和交换设备连接，节点管理设备和各节点的信息交互可以通过上述交换设备实现，当然节点管理设备也可以分别与部分或全部的节点连接，实现直接或间接的信息交互。

云虚拟基站管理设备(cvBTSMgr)26，用于根据节点管理设备提供的资源池信息，管理控制所述云虚拟基站(CloudbasedvirtualBTS，cvBTS)的资源。

云虚拟基站管理设备可部署在所述多个节点中的任一个节点上，或与所述节点管理设备部署在一起，或单独部署在独立的服务器上。

相似的，若云虚拟基站管理设备部署在某一个节点上，则云虚拟基站管理设备和各节点的信息交互可以通过上述交换设备实现；若云虚拟基站管理设备部署在单独的服务器上，则云虚拟基站管理设备也可以和交换设备连接，云虚拟基站管理设备和各节点的信息交互可以通过上述交换设备实现，当然云虚拟基站管理设备也可以分别与部分或全部的节点连接，实现直接或间接的信息交互。

一个或多个云虚拟基站(cvBTS)28，用于根据所述云虚拟基站管理设备的管理和所述节点管理设备的调度获得所述逻辑资源，并基于所述逻辑资源提供基站服务。图3中示例为3个，分别为cvBTS0、cvBTS1和cvBTS2。每个cvBTS的资源由该cvBTS所关联的圈内的节点提供，如本例中所示的，cvBTS0的资源由节点0和节点1所提供，cvBTS0由cvBTSMgr4进行管理，节点0和节点1则接受NodeMgr3的管理，其余解释类同。

当然，本实施例中的各个设备数量不受图3中示例的局限，还可以有多种可能，在此不赘述。

云虚拟基站可以跨Node部署，一个云虚拟基站使用的逻辑资源可以来自于一个或多个Node；一个Node的逻辑资源也可以分配给一个或多个云虚拟基站使用。一般来说，云虚拟基站部署在节点上，云虚拟基站的资源管理模块可以部署在提供管理控制资源的节点上，而云虚拟基站的逻辑资源则可能来自各个节点，其中云虚拟基站的资源管理模块用于实现对该云虚拟基站的逻辑资源进行管理控制。

如图3所示，云虚拟基站cvBTS0使用了Node0、Node1的资源，cvBTS1使用了Node3、Node4的资源，cvBTS2使用Node1、Node2、Node3的资源。

相应于上述的系统实施例，本发明实施例还提供了一种资源调度方法，用于上述系统中，如图4所示，该方法包括：

401、云虚拟基站根据业务需要向云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的逻辑资源，以使所述云虚拟基站平台根据所述云虚拟基站的请求将逻辑资源通过资源调度层调度给所述云虚拟基站使用，其中所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站，所述逻辑资源是所述云虚拟基站平台将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，并在资源调度层进行调度的；

402、所述具有不同制式的云虚拟基站基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务。

其中，所述基站物理资源由系统中的节点提供，则所述方法还包括：当向所述云虚拟基站提供资源的节点故障时，所述云虚拟基站平台在所述资源调度层根据资源调度算法将系统中其他节点提供的基站物理资源虚拟为逻辑资源后分配给所述云虚拟基站。

如图5～10所示，说明了在本发明实施例中基站管理方法中的各种具体情况。

如图5所示，为本发明实施例中基站管理方法中的资源抽象和注册过程。本例中以两个节点为例进行说明。

501、节点启动后将自身的计算资源和网络资源抽象(或称为“虚拟”)为逻辑资源。

502、节点将所述逻辑资源能力注册到节点管理设备。

503、节点管理设备将注册的逻辑资源能力形成资源池，并记录提供资源池中的资源的地址信息。

如图6所示，为本发明实施例中基站管理方法中的云虚拟基站创建过程：

601、云虚拟基站管理设备收到创建云虚拟基站的请求。

602、云虚拟基站管理设备向所述节点管理设备申请管理控制资源。

603、节点管理设备向云虚拟基站管理设备返回管理控制资源信息。

604、云虚拟基站管理设备在申请成功后向该管理控制资源所在的节点请求创建云虚拟基站。

605、该管理控制资源所在的节点根据该创建云虚拟基站的请求创建云虚拟基站，并返回响应。

如图7所示，为本发明实施例中基站管理方法中的删除节点的过程：

701、所述节点管理设备检测到有节点退出。

702、节点管理设备释放所述资源池中该退出的节点提供的资源。

703、通知云虚拟基站管理设备该退出的节点提供的资源不可用。

704、云虚拟基站管理设备根据该通知查找使用该退出的节点提供的资源的云虚拟基站。

705、云虚拟基站管理设备通知该云虚拟基站该退出的节点提供的资源不可用。

如图8所示，为本发明实施例中基站管理方法中的删除云虚拟基站的过程：

801、云虚拟基站管理设备收到删除云虚拟基站的请求。

802、云虚拟基站管理设备通知创建该云虚拟基站的节点删除该云虚拟基站。

803、该创建该云虚拟基站的节点在本地释放该云虚拟基站的业务资源。

804、该节点通知所述云虚拟基站管理设备释放该云虚拟基站的逻辑资源。

805、云虚拟基站管理设备通知所述节点管理设备释放资源池中该云虚拟基站的逻辑资源。

如图9所示，为本发明实施例中基站管理方法中的云虚拟基站申请新资源的过程：

901、云虚拟基站检测到业务超负荷，如超过负荷门限。

902、该云虚拟基站向所述云虚拟基站管理设备申请资源。

903、云虚拟基站管理设备根据本地存储的资源调度策略生成资源申请请求。

904、云虚拟基站管理设备向所述节点管理设备申请逻辑资源。

905、接收节点管理设备返回的申请到的逻辑资源信息。

906、云虚拟基站管理设备向该云虚拟基站返回资源申请响应。

如图10所示，为本发明实施例中基站管理方法中的云虚拟基站释放资源的过程：

1001、云虚拟基站检测到业务低于负荷门限。

1002、云虚拟基站向云虚拟基站管理设备申请释放资源；

1003、云虚拟基站管理设备根据该释放资源的申请通知所述节点管理设备释放对应的逻辑资源。

综上所述可以理解，在本发明实施例中，能够实现不同制式的基站共享海量的基站物理资源(如Node)之间的计算能力，系统整体的计算能力可以根据业务量进行动态弹性扩放，很好的应对临时大业务量冲击的场景。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种无线通讯系统，其特征在于，所述系统包括：

云虚拟基站平台，用于将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，在资源调度层将所述资源层提供的逻辑资源调度给云虚拟基站，其中，所述基站物理资源包括节点计算资源和节点网络资源，所述节点计算资源包括通用计算资源和专用计算资源，所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站；

云虚拟基站，用于基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务；

云虚拟基站管理设备，用于对所述云虚拟基站进行管理；

其中，所述云虚拟基站平台的物理层和资源层的功能由系统中的节点提供，所述节点为计算机或基站收发台；

所述云虚拟基站平台的资源调度层的功能由节点管理设备提供，所述节点管理设备部署在所述节点上或部署在独立的服务器上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述具有不同制式的云虚拟基站包括下面的一种或多种：UMTS制式的云虚拟基站、LTE制式的云虚拟基站和TDSCDMA制式的云虚拟基站。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云虚拟基站包括云虚拟基站标识属性和云虚拟基站制式标识属性，其中，所述云虚拟基站标识属性用于标识不同的云虚拟基站，所述云虚拟基站制式标识属性用于标识云虚拟基站的制式。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述逻辑资源包括管理控制资源、信令资源、基带资源和传输资源。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云虚拟基站还用于根据业务需要向所述云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的资源；

所述云虚拟基站平台还用于根据所述云虚拟基站的请求通过所述资源调度层的调度将所述资源层提供的逻辑资源调度给所述云虚拟基站使用。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，当向云虚拟基站提供资源的节点故障时，所述云虚拟基站平台还用于在所述资源调度层根据资源调度算法将系统中其他节点提供的基站物理资源虚拟为逻辑资源后分配给所述云虚拟基站。

7.一种云虚拟基站，其特征在于，所述云虚拟基站是具有预定制式的云虚拟基站，所述云虚拟基站包括：

资源获取单元，用于根据业务需要向云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的逻辑资源，以使所述云虚拟基站平台根据所述云虚拟基站的请求将逻辑资源通过资源调度层调度给所述云虚拟基站使用，其中，所述逻辑资源是所述云虚拟基站平台将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，并在资源调度层进行调度的；

服务提供单元，用于基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务；

其中，所述基站物理资源包括节点计算资源和节点网络资源，所述节点计算资源包括通用计算资源和专用计算资源，并所述节点为计算机或基站收发台。

8.如权利要求7所述的云虚拟基站，其特征在于，所述预定制式的云虚拟基站为下面的任一种：UMTS制式的云虚拟基站、LTE制式的云虚拟基站和TDSCDMA制式的云虚拟基站。

9.一种资源调度方法，其特征在于，包括：

云虚拟基站根据业务需要向云虚拟基站平台的资源调度层请求相应的逻辑资源，以使所述云虚拟基站平台根据所述云虚拟基站的请求将逻辑资源通过资源调度层调度给所述云虚拟基站使用，其中所述云虚拟基站是具有不同制式的云虚拟基站，所述逻辑资源是所述云虚拟基站平台将物理层的节点的基站物理资源虚拟为资源层的逻辑资源，并在资源调度层进行调度的；

所述具有不同制式的云虚拟基站基于所述云虚拟基站平台调度的逻辑资源提供预定制式的基站服务；

其中，所述基站物理资源包括节点计算资源和节点网络资源，所述节点计算资源包括通用计算资源和专用计算资源，并所述节点为计算机或基站收发台。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站物理资源由系统中的节点提供，所述方法还包括：

当向所述云虚拟基站提供资源的节点故障时，所述云虚拟基站平台在所述资源调度层根据资源调度算法将系统中其他节点提供的基站物理资源虚拟为逻辑资源后分配给所述云虚拟基站。