CN106792820B - 一种使用sdn控制器的小基站控制协议及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用SDN控制器的小基站控制协议及方法，属于无线通信领域。主要包括了两部分：具体提供了用于SDN控制器和小基站间通信的控制协议OpenSC，保证了SDN控制器对小基站的完全控制，在超密集网络下将控制面控制转移至SDN控制器中；具体提供一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站控制的方法，将无线通信网络的用户面和控制面相互分离，从而可提升整个无线网络的灵活性和超密集网络的场景下吞吐量。在超密集网络中引入小基站也即超微基站，提升网络覆盖与吞吐量；在小基站与SDN控制器间通过安全传输数据的协议OpenSC协议进行同行，可对密集分布的小基站进行集中管控，大大提高了网络所承载的数据量以及降低信令开销。

Description

一种使用SDN控制器的小基站控制协议及方法

技术领域

本发明涉及一种使用SDN控制器的小基站控制协议及方法，属于无线通信中的超密集网络领域。

背景技术

随着互联网与物联网技术的快速发展，各种新的业务需求不断涌现，促使移动数据流量在近十年内出现爆炸式增长。为应对未来移动通信网络更高的网络数据传输速率和更佳的用户数据体验需求，未来的5G通信技术通过一系列关键技术解决上述问题。其中，为了提升无线通信系统的吞吐量有众多的解决方案，例如增加系统的频带宽度和使用大规模的MIMO技术等。但是由于频谱资源的宝贵性，且大规模MIMO技术不成熟，通过提升小区部署密度来提高空间的复用程度成为一个有效的解决措施。随着小基站技术的成熟及产品的逐步上线，低功率的小基站密集部署形成超密集网络成为未来5G网络不可逆转的发展趋势。据估计，在未来的5G网络中，小基站的密集部署数量将达到现有基站数量的10-100倍。

随着小基站的超密集分布，移动终端的随机移动所带来的小基站间频繁切换问题，将使用户体验质量下降。除此之外，随着超密集网络中接收信号的增强，小基站之间的相互干扰也成为不可忽视的问题。传统的LTE网络由于信令交互复杂且繁多，在超密集网络场景下更会消耗大量的传输资源，用户面数据的延迟增加问题也逐步体现出来。

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是近几年网络研究的重点，它通过将控制面和数据面分离的思想，网络设备只需要完成简单的数据转发功能，而对数据转发的控制则由集中控制器进行管理，从而屏蔽了底层网络设备之间的差异。除此之外，集中控制器是完全开放的，业务部署人员可以针对于瞬息万变的业务请求灵活部署网络，满足用户或企业的个性化需求。而SDN中的核心技术则是OpenFlow协议，它是集中控制器和底层设备之间控制信息传输的载体。将SDN技术应用于移动无线通信领域，将小基站的控制面和用户面分离，使小基站只需要完成移动设备(User Equipment)无线接入及数据转发功能，而对于小基站的控制则由靠近小基站侧的SDN控制器来处理，并且上述的SDN控制器处于云数据中心中。

为了实现数据吞吐量的提升及灵活的网络部署，在超密集网络场景下应用SDN技术，满足未来5G网络对更低延时、更快传输速率和更高的用户体验将成为下一代网络的研究重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用SDN控制器的小基站控制协议及方法，一方面设计出用于SDN控制器和小基站间通信的控制协议OpenSC，OpenSC协议保证了SDN控制器对小基站的完全控制，在超密集网络下将控制面控制转移至SDN控制器中。另一方面提供一种SDN控制器利用OpenSC对小基站控制的方法，用于将小基站的无线接入控制面和用户面的分离，从而屏蔽底层小基站的差异，使网络部署与管理更加灵活。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种使用SDN控制器的小基站控制方法，设计一种用于SDN控制器与小基站间的通信协议OpenSC，以保证SDN控制器对小基站的控制；OpenSC协议包括协议体头部和协议体数据块两个部分，其中：

协议体头部包括：Version、Type、Length、Security Code安全码字段；

Version字段：表示当前的OpenSC协议所使用的版本号；

Type字段：描述数据块中传输的数据类型；

Length字段：统计传输的数据块中的字节长度；

Security Code字段：表征安全码，用于控制器和小基站互相校验的参数标准；

协议体数据块包括：HELLO数据块、心跳数据块、报错数据块、配置参数数据块、参数资源数据块、无线扫描数据块、业务请求数据块；

HELLO数据块：包括Type类型、Length长度和Support Version Indicator支持版本指示字段，用于小基站与SDN控制器间的相互识别和认证鉴权过程；

心跳数据块：包含TimeStamp时间戳和StatusFlag状态标识字段，当SDN控制器与小基站之间无消息传输时，用于保持小基站与SDN控制器之间的长连接，发起方是小基站或者SDN控制器；用于测量SDN控制器与小基站之间的传输延时；

报错数据块：包含Type错误类型、Code类型代码、Data数据字段，当小基站或者SDN控制器出错时，用以向对方汇报出错内容；

配置参数数据块：包含Type配置参数类型、N_buffer最大buffer字节和Data数据字段，当小基站与SDN控制器建立连接后，用以SDN控制器获取小基站的内部配置参数；

参数资源数据块：包含Type参数资源类型、N_buffer最大buffer字节和Data数据字段，用于SDN控制器获取小基站的计算资源、UE默认承载建立时资源、测量信号反馈信息、UE能力信息资源、UE的位置与速率信息；

无线环境扫描数据块：包含CellId小基站小区号和Data扫描数据字段，用以获知小基站的周围移动通信环境状况；

业务请求数据块：包含Type业务类型和QoS字段，用于SDN控制器判断业务部署的资源和参数分配状况。

作为本发明的进一步优化方案，Type字段所描述的数据块中传输的数据类型，按照数据块传输的方向分为控制器至小基站的消息、小基站至控制器的消息和对称消息三种。

作为本发明的进一步优化方案，Security Code字段所表征的安全码是根据小区的PCI和TAC值取前两位生成。

另一方面，本发明还提供一种SDN控制器利用上述OpenSC协议对小基站进行控制的方法，其具体步骤为：

步骤1：小基站开机后，与SDN控制器通过安全传输层协议TLS建立TLS通道；

步骤2：小基站通过OpenSC协议的HELLO数据包与SDN控制器完成三次握手过程；Hello数据包的头部包含安全码，用于SDN控制器对小基站的识别，防止伪基站的接入到网络中。握手时SDN控制器需要校验安全码，从而保证控制的可靠性，在此之后小基站与SDN控制还要完成协议版本的适配过程；

步骤3：在三次握手后建立安全连接，SDN控制器请求扫描小基站附近的无线环境以及请求获取小基站的配置参数；

步骤4：SDN控制器根据配置信息及无线环境信息，对小基站的网络配置和接入核心网参数配置列表进行修改，然后将配置列表更新并发送至小基站；

步骤5：小基站执行所述SDN控制器下达的配置列表参数后，完成与核心网的连接，即小基站具备了接入UE的能力；

步骤6：在UE完成接入小基站流程后，SDN控制器会请求获取小基站的计算资源、UE默认承载建立时资源、测量信号反馈信息、UE能力信息资源、UE的位置与速率信息；

步骤7：小基站将步骤6中SDN控制器请求获取的所有资源上报给SDN控制器，在云数据中心，计算资源、存储资源和网络资源被编排成用户列表、小基站列表、业务请求列表、业务配置列表、业务等待列表和业务失败列表；

步骤8：当UE切换或小基站干扰协调流程发生时，小基站主动将UE切换参数、测量报告结果资源上报；

步骤9：SDN控制器根据步骤8中小基站上报的参数和资源修改资源池中列表相关参数，通过OpenSC协议使小基站按照资源池中更新后的配置参数执行。

作为本发明的进一步优化方案，小基站的配置参数包含五种类型：小基站的网络配置、接入核心网配置、上下行信道配置、测量配置及UE切换配置。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1)设计出用于SDN控制器和小基站间通信的控制协议OpenSC，OpenSC协议保证了SDN控制器对小基站的完全控制，在超密集网络下将控制面控制转移至SDN控制器中；

2)提供一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站控制的方法，用于将小基站的无线接入控制面和用户面的分离，从而屏蔽底层小基站的差异，使网络部署与管理更加灵活。

附图说明

图1为本发明实施例的基于SDN的超密集网络组网架构示意图；

图2为本发明实施例SDN控制器和小基站间的OpenSC协议结构示意图；

图3为本发明实施例SDN控制器利用OpenSC协议对小基站实施控制流程图；

图4为本发明实施例对于UE接入小基站时SDN控制器的处理流程图；

图5为本发明实施例对于UE在两个小基站间切换时SDN控制器的处理流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明的技术方案进行清楚且完整的描述，显而易见的是，所描述的实施例只是本发明的部分实施例，而非全部实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明目的在于一方面设计出用于SDN控制器和小基站间通信的控制协议OpenSC，OpenSC协议保证了SDN控制器对小基站的完全控制，在超密集网络下将控制面控制转移至SDN控制器中。另一方面提供一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站控制的方法，用于将小基站的无线接入控制面和用户面的分离，从而屏蔽底层小基站的差异，使网络部署与管理更加灵活。

具体实施例如下：

图1所示的为超密集网络系统架构示意图，该系统分成三个层：

L1：底层为小基站，具备UE的无线接入及连接PDN网络的能力；

L2：中间层为构建在云数据中心的SDN控制器，一方面它向下对小基站进行集中控制，另一方面，其根据NFV的思想将小基站侧的资源虚拟化为资源池，供给SDN控制器的网络功能模块调用和上层业务部署过程使用；

L3：最上层为业务层，针对不同的用户需求部署个性化的业务。

在上述网络系统架构中，底层小基站与SDN控制器间交互的的通道为TLS，TLS通道是安全传输层协议(Transport Layer Security，TLS)所建立的两个硬件之间的安全连接。OpenSC协议用于小基站和SDN控制器之间控制信息传输和资源上报，其传输在TLS通道上，充分保证了传输的可靠性和安全性。

在上述系统架构中，OpenSC协议为根据SDN数据面和控制面分离的思想而制定的协议，可完成SDN控制器对于小基站的自动发现、完成相互之间的握手过程、小基站的配置参数上报、小基站的资源参数上报、小基站的无线环境扫描等功能。

在上述系统架构中，中间层的云数据中心为分布式结构，一部分云数据中心靠近小基站侧，而向上存在总的SDN控制器以实现对分布式结构云数据中心的SDN控制器的集中控制。云数据中心是基于云计算架构的计算、存储及网络资源松耦合，虚拟化各种IT设备、模块化程度高的新型数据中心。根据弹性计算及模块化服务程度高优势，尤其是部署速度快，云数据中心在处理小基站信令及对小基站的功能虚拟化具有较大优势。

在上述系统架构中，SDN控制器处于云数据中心中，利用OpenSC协议与小基站通信，一方面对小基站的配置参数和资源参数进行汇聚，另一方面将汇聚后的资源进行虚拟化成为资源池，资源池经过编排形成六个列表：用户列表、小基站列表、业务请求列表、业务配置列表、业务等待列表、业务失败列表。资源池中的参数被共享给这些列表使用，每个列表的参数修改都会影响到其他的列表参数。SDN控制器内部存在功能模块，这些功能模块需要消耗一部分的计算资源，故云数据中心虚拟出功能虚拟机供给每个功能模块使用。其中，功能模块调用的资源参数和配置资源参数都是来自于虚拟资源池中的列表，每当列表的参数被重新配置后，都需要通过OpenSC协议向下传输使小基站执行新的参数配置或资源配置。

在上述系统架构中，不同的用户会提出不同的业务需求，这就促使了新业务的产生，通过业务接口，新的业务可便捷且快速的部署。业务接口具体提供了SDN控制器内部的功能模块和业务配置列表部分，网络运营商仅需要对业务配置列表添加对应的业务类型及参数需求，结合SDN的功能模块即可将新业务部署在所需的区域中。

图2所示为SDN控制器和小基站间的OpenSC协议结构示意图，其结构包括两个主要部分：协议体头部和协议体数据块。

协议体头部包括：

P101：为OpenSC协议的头部，头部主要包括四个部分：Version、Type、Length、Security Code字段。

Version字段，表示当前的OpenSC协议所使用的版本号。例如首次正式使用的版本为v0.1，其作用是帮助小基站与SDN控制器作版本协商。SDN控制器会以双方所支持的OpenSC最高版本为协议标准，保证控制器与小基站的OpenSC协议之间的适配。

Type字段，描述数据块中传输的数据类型。按照数据块传输的方向分为三种：控制器至小基站的消息、小基站至控制器的消息和对称消息。具体的数据类型如表1所示：

表1数据类型

其中，具体的每个数据块信息的作用将会在对每个数据块介绍时进行更为详细的描述。

Length字段，统计传输的数据块中的字节长度。SDN控制器端获得此参数值，有利于进行数据块的解析，当解析后数据长度与此参数值不一致时，返回出错要求小基站重传数据。

Security Code字段，表征安全码，用于控制器和小基站互相校验的参数标准。此安全码是根据小区的PCI(Physical Cell Identifier)和TAC(Tracking Area Code)值取前两位生成，控制器中已经存储此安全码，第一次安全连接时建立连接，当获取到小基站发来的安全码时，相互校验完成才可建立起控制的连接，而且此安全码每隔一段时间会自动更新，并在小基站和SDN控制器的对称消息中进行传输。

P102：为OpenSC协议的数据块部分，而数据块根据消息的类型又可分为：HELLO数据块、心跳数据块、报错数据块、配置参数数据块、参数资源数据块、无线环境扫描数据块、业务请求数据块。OpenSC协议的数据块部分的数据长度是可变的，统计后的值由Length标识，例如对于SDN控制器至小基站的消息，为了获取小基站的上下行的信道配置及UE接入小基站后的UE的能力信息，需要发送OPENSC_RESOURCE_REQUEST及OPENSC_CONFIG_REQUEST数据块。

P103：为HELLO数据块，包括Type类型、Length长度和Support Version Indicator支持版本指示字段，用于小基站与SDN控制器间的相互识别和认证鉴权过程。主要过程为：小基站发送Type类型为OpenSC_HELLO_SC的数据包至SDN控制器，其数据包的SupportVersion Indicator用于表征所支持的OpenSC协议的类型；SDN控制器接收到数据包后，首先对包头部分的安全码(Security Code)进行验证，安全码由小基站的PCI和CellID前两位构成，应当注意的是此安全码已经在SDN控制器内部建立索引，不是任意产生的；当安全验证完成后，SDN控制器通过解析Support Version Indicator获知小基站所支持的OpenSC版本列表，然后SDN控制器根据自身的版本列表选取双方都支持的最高OpenSC版本作为控制协议，完成版本的适配过程，随后向小基站发送OpenSC_HELLO_CONTROLLER类型数据包；小基站接收到此数据包后根据适配结果选择版本，发送版本确认信息至SDN控制器，最终建立连接。

P104：为心跳数据块，包含TimeStamp时间戳和StatusFlag状态标识字段。当SDN控制器与小基站之间无消息传输时，用于保持小基站与SDN控制器之间的长连接，发起方可以是小基站或者SDN控制器，其次还可用于测量SDN控制器与小基站之间的传输延时。其保持心跳的流程以SDN控制器发起为例：当SDN控制器与小基站在一定时间内未相互发送消息时，由SDN控制器发出心跳包并开启定时器，时间戳字段t1表示发送时SDN控制器的本地时间而状态标志位内容为SDN控制器当前的运行状态；小基站接收到心跳包后，获知SDN控制器运行状态，发送回应心跳包，其时间戳字段为t2-t1和t3，t2为接收到心跳包的本地时间，t3则为发送回应心跳包的本地时间，状态标识字段内容为小基站自身网络运行状态及硬件运行状态；SDN控制器接收到回应心跳包后，根据本地时间t4可计算出网络延时(t2-t1+t4-t3)/2及获知小基站的运行情况。当上述定时器超时后未接收到回应心跳包则视为SDN控制器与小基站间的网络断开，重新发送HELLO数据块建立连接。

P105：为报错数据块，包含Type错误类型、Code类型代码、Data数据字段。当小基站或者SDN控制器出错时，用以向对方汇报出错内容，有利于分析小基站或SDN控制器出错原因及协商解决出错方法，保障SDN控制器和小基站正常控制过程。其中，Type字段，定义了出错的类型，包括HELLO握手出错、心跳包出错、配置信息请求出错、无线资源请求出错、无线资源配置出错、基站内部硬件出错、无线环境扫描出错及业务请求出错等。Code字段，描述了出错的代码，例如HELLO握手出错代码包括HELLO数据包不完整、安全码认证失败和版本匹配失败等。Data字段，用于具体描述出错的消息。

P106：为配置参数数据块，包含Type配置参数类型、N_buffer最大buffer字节和Data数据字段。当小基站与SDN控制器建立连接后，SDN控制器可获取小基站的内部配置参数。OPENSC_CONFIG_REQUEST为SDN控制器请求获取小基站配置参数的请求数据，并未在图中表示出来，其数据块中只有Type字段，表明SDN控制器请求获取小基站的配置参数类型，具体如表2所示：

表2配置参数类型

而，OPENSC_CONFIG_REPLY为小基站向SDN控制器上报配置参数的消息，其字段具体有：Type字段与上面所述的请求参数类型含义相同；N_buffer字段表示所支持的最大buffer字节数，作用是防止双方传输数据时缓冲器设置的字节数过低，因为Data中的字节长度不固定；Data数据的长度根据请求获取小基站的Type不同而不同，最大长度为Type类型为ALL时的字节长度。

P107：为参数资源数据块，包含Type参数资源类型、N_buffer最大buffer字节和Data数据字段。也即头部数据类型为OPENSC_RESOURCE_REPLY和OPENSC_RESOURCE_SET的数据块结构，对于OPENSC_RESOURCE_REQUEST类型的数据块，其只包含一个标志请求获取资源类型的字段Type。Type的具体定义如表3所示：

表3 Type的具体定义

而对于参数资源数据块，其字段具体有：Type字段与上面所述的请求获取资源类型含义相同；N_buffer字段表示所支持的最大buffer字节数，作用是防止双方传输数据时缓冲器设置的字节数过低，因为Data中的字节长度不固定；Data数据的长度根据请求获取小基站的Type不同而不同，最大长度为Type类型为ALL时的字节长度。

P108：为无线环境扫描数据块，包含CellId小基站小区号和Data扫描数据字段。通过对小基站的无线环境扫描，可获知小基站的周围移动通信环境状况，在超密集网络下进行干扰协调时能发挥巨大的作用。P108为无线环境扫描结果的消息即小基站至SDN控制器的消息，而对于SDN控制器至小基站的请求消息，其消息类型为OPENSC_WIRELESS_SCAN_REQUEST，只包含一个CellId字段用以标识需要扫描环境的小区号。对于消息类型为OPENSC_WIRELESS_SAN_REPLY的数据结构，其数据块包含字段为：CellId字段标识所扫描的小基站的小区号，Data字段填充扫描结果的参数，所扫描的具体参数有网络号、信道号、频点值、频点数、PCI、TAC。

P109，为业务请求数据块，包含Type业务类型和QoS字段，其中：Type字段具体描述传输的业务类型，QoS字段内容为此业务传输的延时和丢包要求参数。最底层的发起者为UE，小基站只是把UE的业务请求转发至SDN控制器，由SDN控制器来判断业务部署的资源和参数分配状况。由于5G对于业务的QoS尚未形成统一标准，根据现有的LTE业务类型按照QCI(QoS Class Identifier)的分类如表4所示：

表4 QCI(QoS Class Identifier)的分类

基于上述OpenSC协议，由SDN控制器传至小基站或小基站传至SDN控制器的数据包按照数据块的不同分为HELLO数据包、心跳数据包、配置参数数据包、参数资源数据包、无线扫描数据包、业务请求数据包，每种数据包由共同的协议体头部和其特有的数据块组成。

图3为本发明实施例利用OpenSC协议对小基站实施集中控制流程图，具体流程如下：

S101：小基站开机，包含的过程为小基站通过有线或无线方式接入网络；

S102：小基站根据配置的SDN控制器网络地址和端口号建立TLS通道连接；

S103：小基站与SDN控制器通过HELLO数据包进行三次握手，使用数据包头部的安全码进行安全验证及数据块内的支持版本列表进行版本适配；

S104：判断安全验证和版本适配情况，若不通过则进入S105，若通过则同时进入S106和S109；

S105：SDN控制器与小基站检查HELLO数据包的错误进行纠正，重新进行握手过程；

S106：SDN控制器请求获取小基站网络配置、接入核心网的配置、上下行信道配置、测量配置、UE切换配置，进入S107；

S107：判断SDN控制器是否获取到配置信息，若SDN控制器未获取到配置信息时，重新进入S106，否则进入S108；

S108：SDN控制器获取到配置信息后，将配置信息进行编排形成资源池中的用户列表和小基站列表，进入S111；

S109：SDN控制器请求小基站扫描附近的无线环境；

S110：判断是否获取到无线环境信息，若SDN控制器未获取到无线环境信息，则重新进入S109，否则进入S111；

S111：SDN控制器根据配置信息和无线环境，下发给小基站的网络配置和接入核心网参数配置。SDN控制器在获取到小基站的无线环境信息和配置信息后，相应的配置用户列表和小基站列表中参数，使小基站可以接入核心网；

S112：小基站根据配置参数完成与核心网的连接，此时具备接入UE的能力和连接公用数据网(Public Data Network，PDN)的能力；

S113：UE接入小基站的子流程，在图4中给出详细的介绍，在接入的过程中UE会上报自己的UE能力指示信息、UE的国际移动用户识别码(International Mobile SubscriberIdentification Number，IMSI)、UE被分配的网络资源等至小基站中；

S114：SDN控制器请求获取小基站计算资源、UE默认承载建立时资源、测量信号反馈信息、UE能力信息资源、UE位置与速率资源等；

S115：云数据中心将上述获取的资源虚拟成资源池，完善用户列表和小基站列表，针对不同的资源进行编排成表供给SDN控制器的功能模块使用；

S116：UE切换和小基站干扰协调等子流程，相关的配置参数和资源参数会发生变化，具体的UE切换的流程在图5中进行详细描述，在这些子流程中，小基站会触发参数和资源上报；

S117：SDN控制器的移动性管理和干扰协调等功能模块根据上报的参数和资源修改资源池中表相关参数，通过OpenSC协议使小基站按照新配置参数执行。

图4为对于UE接入小基站时SDN控制器的处理流程图，具体流程如下：

T101：UE在接收到小基站的广播信道的信号后，根据所测量的参考信号的功率强弱选择一个小基站准备接入；

T102：小基站通过OpenSC协议发送UE接入请求给SDN控制器，并上报UE所测得的小基站参考信号接收功率列表；

T103：SDN控制器判断UE所接收到的参考信号是否满足接入小基站的条件，若否则进入T104，若是则进入T105；

T104：通过OpenSC协议使小基站拒绝接入此UE；

T105：SDN控制器根据小基站的资源池中参数判断小基站的无线资源是否满足UE的接入，若否则进入T104，若是则进入T106；

T106：当以上两个条件都满足时，小基站允许接入此UE。

应当注意的是，当两个条件有一个不满足时，UE重新选择参考信号次优的小基站进行接入，重复上述的T101-T106流程。

图5为对于UE在小基站1切换到小基站2时SDN控制器的处理流程图，具体流程如下：

Q101：小基站所接入的UE是一个可移动的设备，其位置会发生变化，每一次的位置变化，UE的位置信息及参考信号接收强度信息都会通过OpenSC协议发送至SDN控制；

Q102：小基站1将UE移动的位置信息及参考信号强度信息上报至SDN控制器；

Q103：在资源池中的用户列表的位置和参考信号强度参数更新，随着位置的逐步变化，当到达基站1和基站2的切换临界区域时，将会触发SDN控制器的移动性管理功能模块；

Q104：SDN控制器的移动性管理功能模块根据小基站1和小基站2的网络资源情况，切换时是否满足负载的均衡来判断UE是否进行切换处理，若是则进入Q106，若否则进入Q105；

Q105：小基站1保持此UE的连接；

Q105：当满足上述切换条件时，小基站2接入此UE，切换完成。

以上的UE的切换流程是随着UE的位置移动，资源池中的用户列表的UE参考信号接收功率和位置不断更新。随着参数更新，当到达切换的阈值时，触发移动性管理模块进行切换管理。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于SDN与NFV的超密集网络组网系统及方法，具体设计了SDN控制器和小基站之间的通信控制协议，实现了网络的控制面和用户面的分离。在SDN的功能方面，将小基站的配置参数和资源虚拟化成为资源池，然后供给SDN控制器中的功能模块共同使用，向上提供了北向API接口，针对不同的业务需求，帮助运营商快速部署网络。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站进行控制的方法，其特征在于，用于SDN控制器与小基站间的通信协议OpenSC包括协议体头部和协议体数据块两个部分，其中：

协议体头部包括：Version、Type、Length、Security Code安全码字段；

Version字段：表示当前的OpenSC协议所使用的版本号；

Type字段：描述数据块中传输的数据类型；

Length字段：统计传输的数据块中的字节长度；

Security Code字段：表征安全码，用于控制器和小基站互相校验的参数标准；

协议体数据块包括：HELLO数据块、心跳数据块、报错数据块、配置参数数据块、参数资源数据块、无线扫描数据块、业务请求数据块；

HELLO数据块：包括Type类型、Length长度和Support Version Indicator支持版本指示字段，用于小基站与SDN控制器间的相互识别和认证鉴权过程；

心跳数据块：包含TimeStamp时间戳和StatusFlag状态标识字段，当SDN控制器与小基站之间无消息传输时，用于保持小基站与SDN控制器之间的长连接，发起方是小基站或者SDN控制器；用于测量SDN控制器与小基站之间的传输延时；

报错数据块：包含Type错误类型、Code类型代码、Data数据字段，当小基站或者SDN控制器出错时，用以向对方汇报出错内容；

配置参数数据块：包含Type配置参数类型、N_buffer最大buffer字节和Data数据字段，当小基站与SDN控制器建立连接后，用以SDN控制器获取小基站的内部配置参数；

参数资源数据块：包含Type参数资源类型、N_buffer最大buffer字节和Data数据字段，用于SDN控制器获取小基站的计算资源、UE默认承载建立时资源、测量信号反馈信息、UE能力信息资源、UE的位置与速率信息；

无线环境扫描数据块：包含CellId小基站小区号和Data扫描数据字段，用以获知小基站的周围移动通信环境状况；

业务请求数据块：包含Type业务类型和QoS字段，用于SDN控制器判断业务部署的资源和参数分配状况；

该方法的具体步骤如下：

步骤1：小基站开机后，与SDN控制器通过安全传输层协议TLS建立TLS通道；

步骤2：小基站通过OpenSC协议的HELLO数据包与SDN控制器完成三次握手过程；Hello数据包的头部包含安全码，用于SDN控制器对小基站的识别，防止伪基站的接入到网络中，握手时SDN控制器需要校验安全码，从而保证控制的可靠性，在此之后小基站与SDN控制还要完成协议版本的适配过程；

步骤3：在三次握手后建立安全连接，SDN控制器请求扫描小基站附近的无线环境以及请求获取小基站的配置参数；

步骤4：SDN控制器根据配置信息及无线环境信息，对小基站的网络配置和接入核心网参数配置列表进行修改，然后将配置列表更新并发送至小基站；

步骤5：小基站执行所述SDN控制器下达的配置列表参数后，完成与核心网的连接，即小基站具备了接入UE的能力；

步骤6：在UE完成接入小基站流程后，SDN控制器会请求获取小基站的计算资源、UE默认承载建立时资源、测量信号反馈信息、UE能力信息资源、UE的位置与速率信息；

步骤7：小基站将步骤6中SDN控制器请求获取的所有资源上报给SDN控制器，在云数据中心，计算资源、存储资源和网络资源被编排成用户列表、小基站列表、业务请求列表、业务配置列表、业务等待列表和业务失败列表；

步骤8：当UE切换或小基站干扰协调流程发生时，小基站主动将UE切换参数、测量报告结果资源上报；

步骤9：SDN控制器根据步骤8中小基站上报的参数和资源修改资源池中列表相关参数，通过OpenSC协议使小基站按照资源池中更新后的配置参数执行。

2.根据权利要求1所述的一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站进行控制的方法，其特征在于，小基站的配置参数包含五种类型：小基站的网络配置、接入核心网配置、上下行信道配置、测量配置及UE切换配置。

3.根据权利要求1所述的一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站进行控制的方法，其特征在于，Type字段所描述的数据块中传输的数据类型，按照数据块传输的方向分为控制器至小基站的消息、小基站至控制器的消息和对称消息三种。

4.根据权利要求1所述的一种SDN控制器利用OpenSC协议对小基站进行控制的方法，其特征在于，Security Code字段所表征的安全码是根据小区的PCI和TAC值取前两位生成。