CN107113188A - 基于云的接入网络 - Google Patents

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Abstract

关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息被收集和维护（300）。层资源在不同连接和服务上的使用被控制（302）。与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置维持通信（304）。

Description

基于云的接入网络
技术领域
本发明的示例性和非限制性实施例大体上涉及无线通信系统。本发明的实施例特别涉及通信网络中的装置、方法和计算机程序产品。
背景技术
背景技术的以下描述可以包括在本发明之前对于相关技术未知的但是由本发明提供的洞察、发现、理解或公开、或者关联以及公开。本发明的一些这样的贡献可以在下面具体指出，而本发明的其他这样的贡献将从其上下文显而易见。
通信网络不断在发展下。例如，由不同无线电通信网络支持的数据速率不断增加。例如，由利用HSPA（高速分组接入）的当前的第三代网络和第四代长期演进（LTE）或LTE高级（LTE-A））以及这些系统的未来演进提供了高数据速率。
与前几代无线技术相比，当前和未来网络的空中接口能够支持高得多的数据速率，而有效地对在支持空中接口的各种网络元件处执行的处理施加多得多的压力。数据速率的提高使得智能手机的使用更加流行，从而为网络增加了更多的数据业务量。
随着针对无线数据消耗的需求保持增长，电信公司和运营商正在寻求满足用户预期并且进一步增强用户体验的创新方式。这种推动的一个重要方面是通过增加低功率基站或接入点（诸如微型、微微和毫微微接入点）来密集化无线电接入网络。这些低功率基站需要连接到网络的其他部分。这需要大量投资。
实现灵活通信系统的一个可能的实现是利用系统的至少部分基础设施的远程无线电头端（RRH）和基于云的实现。远程无线电头端包括常规基站的一部分元件。通常，例如，远程无线电头端包括射频设备、模数/数模转换器和上/下转换器。基站功能的其余部分可能位于其他地方。基于云的解决方案可能有助于减少单独基站的占地（footprint）。其还将包含RRH的复杂性，在使得其本质上是即插即用设备的一定程度上，所述即插即用设备将更便宜购买并且更易于安装和维护。根据限定，云本身是可扩展和弹性的，其中具有动态地增加和删除节点的能力。对基于云的系统的资源的高效控制是具有挑战性的任务。传统的云被设计为应对大量的并行处理任务。然而，通信系统的要求是不同的，并且控制基于云的通信系统不是无关紧要的任务。
发明内容
以下呈现了本发明的简化概述，以便提供对本发明的一些方面的基本理解。该概述不是本发明的广泛概观。其不意图标识本发明的关键/重要元素或描画本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
根据本发明的一方面，提供了一种装置，包括：至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息；控制层资源在不同连接和服务上的使用；与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置进行通信。
根据本发明的一方面，提供了一种装置，包括：至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的无线电接入网络（RAN）层的实例的信息并且控制所述层的资源；与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的远程无线电头端（RRH）层的实例的信息并且控制所述层的资源；在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令以及在RAN层的不同实例和RRH层的不同实例之间中继消息传送。
根据本发明的一方面，提供了一种装置，包括：至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：管理和控制被用于实现无线电接入网络（RAN）层和远程无线电头端（RRH）层的一个或多个实例的存储和网络资源；协调利用所述层的资源来动态实现作为虚拟实例的通信网络组件，并且与控制每个层的装置进行通信。
根据本发明的一方面，提供了一种方法，包括：收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息；控制层资源在不同连接和服务上的使用；以及与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置进行通信。
根据本发明的一方面，提供了一种方法，包括：与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的无线电接入网络（RAN）层的实例的信息并且控制所述层的资源；与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的远程无线电头端（RRH）层的实例的信息并且控制所述层的资源；在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令以及在RAN层的不同实例和RRH层的不同实例之间中继消息传送。
附图说明
下面参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中
图1图示了通信环境的示例；
图2图示了通信系统的可能的云实现的示例；
图3和图4是图示一些实施例的装置的操作的示例的流程图；
图5A、5B、5C和5D图示了本发明的一些实施例；
图6A、6B和6C是图示本发明的一些实施例的信令图；以及
图7图示了采用本发明的一些实施例的装置的示例。
具体实施方式
以下实施例仅是示例。虽然说明书可以在若干位置中引用“一”、“一个”或“一些”实施例，但这并不一定意味着每个这样的引用是对相同的（多个）实施例，或者该特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以被组合以提供其他实施例。此外，词语“包括”和“包含”应被理解为不将所描述的实施例限制为仅包括已经提到的那些特征，并且这样的实施例也可以包含未具体提到的另外特征、结构、单元、模块等。
使用的协议、通信系统、服务器和用户终端的规范特别是在无线通信中发展迅速。这样的发展可能需要对实施例进行额外的改变。因此，全部的词语和表述应被广义地解释，并且它们意图说明而不是限制实施例。
存在在通信系统中使用的许多不同的无线电协议。不同通信系统的一些示例是通用移动电信系统（UMTS）无线电接入网络（UTRAN或E-UTRAN）、长期演进（LTE®，也称为E-UTRA）、长期演进高级（LTE-A®）、基于IEEE 802.11标准的无线局域网（WLAN）、全球微波接入互操作性（WiMAX）、Bluetooth®、个人通信服务（PCS）和使用超宽带（UWB）技术的系统。IEEE是指电气和电子工程师学会。LTE和LTE-A由第三代合作伙伴计划3GPP开发。
本发明的实施例适用于支持所需功能的通信系统或不同通信系统的任何组合。
图1图示了基于长期演进高级（LTE高级，LTE-A）系统的无线电接入网络（RAN）架构的示例。LTE-A系统是其中可以应用本发明的实施例的系统之一。
图1图示了仅示出全部是其实现可能与所示的不同的逻辑单元的一些功能实体的通信环境的简化视图。图1所示的连接是逻辑连接；实际物理连接可能不同。对于本领域技术人员显而易见的是，系统还包括其他功能和结构。应当理解，在通信中使用或被用于通信的功能、结构、元件和协议与实际发明无关。因此，它们在此处不需要更详细讨论。
图1示出了连接到通信系统的演进分组核心EPC 106的eNodeB 100和102。eNodeB可以通过X2接口彼此连接。eNodeB形成通信系统的无线电接入网络（RAN）的一部分。
也可以称为无线电系统的基站的eNodeB 100、102可以托管用于无线电资源管理的功能：无线电承载控制、无线电接纳控制、连接移动性控制、动态资源分配（调度））。取决于系统，在EPC侧上的对应物可以是服务网关（S-GW，路由和转发用户数据分组）、分组数据网络网关（P-GW，用于提供用户设备（UE）到外部分组数据网络的连接性）和/或移动管理实体（MME）等。MME（未示出）在用户终端可以通过其连接到网络的eNodeB的协助下负责在移动性、会话/呼叫和状态管理中的整体用户终端控制。
通信系统还能够与诸如公共交换电话网络或互联网108之类的其他网络通信。应当理解，可以通过使用任何节点、主机、服务器或接入点等适于这样的使用的实体来实现eNodeB或其功能。
用户终端UT 110、112（也称为用户设备、用户装备、终端设备等）图示了空中接口上的资源可以被分配和指派到其的一种类型的装置，并且因此本文在用户设备的情况下所描述的任何特征可以利用诸如中继节点的对应装置来实现。这样的中继节点的示例是朝向基站的第三层中继（自回程中继）。
用户终端通常是指包括利用或不利用用户识别模块（SIM）进行操作的无线移动通信设备的便携式计算设备，包括但不限于以下类型的设备：移动站（移动电话）、智能电话、个人数字助理（PDA）、使用无线调制解调器的设备（警报或测量设备等）、膝上型电脑和/或触摸屏计算机、平板电脑、游戏控制台、笔记本电脑和多媒体设备。
用户终端（或在一些实施例中为第三层中继节点）被配置为执行用户设备功能中的一个或多个。该设备也可以被称为订户单元、移动站、远程终端、接入终端、用户设备（UE），仅仅提及仅几个名称或装置。
此外，虽然这些装置已经被描绘为单个实体，但是可以实现不同的单元、处理器和/或存储器单元（图1中未全部示出）。
可以使用云服务来实现上述的通信网络。在云实现中，无线电接入网络或其一部分的一些或全部元件可以通过利用通信链路彼此连接的计算资源来实现。计算资源可以通过利用例如TCP/IP（传输控制协议/网际协议）网络、互联网或其他合适的网络彼此连接的服务器来实现。此外，EPC或其一部分可以利用云服务来实现。
当考虑无线电接入网络的云实现时，云的性质基于预期的入口/出口功能而改变。低延迟要求通常与用户终端绑定（bound）接口上的到云的入口/出口处的光纤输入的或RF直接的基带处理的要求相结合。低延迟云的EPC绑定接口可以是基于IP的。
具有放松的延迟要求的功能（诸如EPC）也具有更容易的入口/出口要求——更高的层以及数据通常是基于IP的，并且标准的基于IP的接口可以在朝向电信基础设施的侧和朝向互联网的侧两者上使用。
因此，有助于简化无线网络部署而同时使其更加健壮的解决方案将受到高度重视。行业已经对使用基于云的技术来实现这些目标示出越来越多的兴趣。
当实现基于云的接入网络时，需要新的机制来从网络的角度优化地分配资源而同时为最终用户提供最优体验。
基于云的接入网络需要能够提供允许最优地分配混合部署的机制。其需要能够提供传统的云服务，诸如弹性、扩展、冗余以及电信功能和前瞻性电信特征，诸如新架构中的自组织网络。
存在在无线电接入功能的云实现中必须考虑的若干问题。正在开发的诸如5G系统架构的通信系统提出越来越严格的延迟要求（例如：1ms以下）以增加吞吐量。这是对在云中托管无线电接入网络功能的挑战，因为在常规的云中保证这样的限制是挑战。
云的处理元件之间的当前互连策略不考虑RAN处理的低延迟要求。这可能导致严重的延迟问题，当RAN移动到云时，呼叫丢失，从而导致客户失望。另一个重要的考虑是越来越多的RAN功能需要在小区之间的协调。这意味着小区间消息传送将会增加。在云中托管功能的当前策略将由于引入延迟而使该问题恶化。一旦在云中托管RAN功能，则扩展这些功能成为下一个挑战。由云提供的灵活性不能受损，但同时最终用户的呼叫质量和数据吞吐量不能受损。这意味着RAN功能的扩展必须以资源逻辑地组合在一起以招致最小延迟的方式来完成。
在实施例中，将云环境中的通信系统的无线电接入网络的实现划分为两个层或多个层，其中层具有不同的处理能力。通信系统的云实现可以被设计为层，其中每个层应对特定的功能集合。较高的层可以基于通用云架构；较低的层可以被具体地设计，其中高处理能力架构被设计为满足无线电接入网络的要求。较低的层可以被设计为利用多处理器、加速器和不同单元之间的高速连接的HPC（高性能计算）。每个层可以包括给定功能的多个实例，即，RRH层可以包括若干RRH并且RAN层可以包括若干RAN实例。此外，可能存在相同级别的多于一个层，即，多于一个RRH层和RAN层。
图2图示了通信系统的可能的云实现的示例。在图2的示例中，系统包括RRH层200中的一组远程无线电头端（RRH）。RRH可以利用不同的接入方法。系统的云配置部分地基于网络的不同操作的延迟要求而以层划分。在该示例中，云配置包括两个更多层202、204。第一层云202包括低延迟处理和RRH协调。第一层云202可以支持同时支持诸如Wi-Fi、LTE等不同技术的RRH。第一层云202可以在内部使用HPC构造来优化用于每种技术和跨技术的资源分配。第二层云204例如包括诸如EPC之类的高延迟或时间容限操作。
在实施例中，最低延迟功能可以被放置在RRH 200本身上。L2层被放置在第一层202中在中间级别上。该层可以使用HPC来实现。第一层可以具有层202、204的最高处理能力。可以基于关于一个或多个远程无线电头端的至少一部分的位置和所需服务质量的信息来确定第一层的物理位置。一个或多个远程无线电头端的至少一部分的所需服务质量可以包括关于当与远程无线电头端进行通信时允许的传播延迟、错失呼叫的数目、覆盖区域、吞吐量、抖动、端对端呼叫设置时间、以及特定的远程无线电头端上的负载的信息。第一层云202与RRH 200的物理距离可以例如基于信号通过光接口从RRH到第一层的传播速度来确定。只要这些RRH落入物理距离限制，则每个第一层云202可以支持多个RRH。
在实施例中，例如，可以使用通用公共无线电接口（CPRITM）标准来实现不同层之间的接口。云可能能够应对不同的接口。例如，CPRI/OBSAI（开放基站架构发起）接口支持可以用于远程无线电头端。
在实施例中，通信系统的云实现可以包括云的虚拟化基础设施管理（VIM）212和编排管理器（OM）214。VIM可以被配置为管理和控制存储和网络资源，收集和存储故障信息，并收集和存储用于容量规划、监视和优化的信息。编排管理器可以被配置为编排和管理云实现的基础设施。
在实施例中，每个层200、202、204包括与每个层相关联的层管理器装置206、208、210。图3的流程图图示了层管理器200、202、204的操作的示例。所描述的步骤和相关功能不以绝对的时间次序，并且一些步骤可以同时执行或以与给定的次序不同的次序执行。
在步骤300中，层管理器被配置为收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息。在实施例中，层管理器装置可以基于位置、接近度、延迟特性、移动性模式和其他特性来收集和维护其层资源的信息。层管理器装置可以基于静态配置以及对配置的动态改变或者基于不限于系统中的活动负载的其他动态特性来收集层资源的信息。
在实施例中，层管理器装置可以维护关于处理能力、当前负载以及关于层中的处理元件感兴趣的其他参数的信息。该云的实现可以周期性地向云的虚拟化基础设施管理（VIM）报告此信息。
在步骤302中，层管理器装置被配置为控制层资源在不同连接和服务上的使用。在实施例中，层管理器装置可以与VIM协调层内的处理元件的分配，并且促进必须托管特定服务请求的层内的处理元件的实例的决定。处理元件的实例的该决定可以基于所维护的参数以及基于可以从这些参数导出的推论。VIM可以运行特定的算法来帮助决定。
在实施例中，层管理器装置可以与VIM一起协调层的弹性性质，因为它们随着负载减少而更好地管理可用资源或放弃资源。这可以通过在VIM和层管理器装置中托管的算法来控制。
在步骤304中，层管理器被配置为与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置即其他层管理器装置进行通信。
在实施例中，与其他层管理器装置和VIM的通信可以有助于决定层间协作，例如但不限于邻近度或连接性。在实施例中，层管理器装置可以与其他层管理器装置协作以最大化跨相邻层的效率，而同时单独地工作以优化层内的本地处理效率。
在实施例中，层管理器装置可以都是对等体，或者它们可以基于功能或位置而被构造为形成包括父节点、兄弟节点和子节点的层次结构。
在实施例中，层管理器装置可以协调以从所连接的层“借”资源或从所连接的层分配资源。这可以基于在层管理器或VIM中托管的参数和算法。VIM可以协调层的资源的分配以用于另一层的使用并协调来自层管理器的与资源相关的请求。
在实施例中，层管理器装置可以被配置为生成使得整体云RAN网络能够自我修复、自组织和优化的统计。
可以分析层间管理器通信，以手动改变网络配置来增强交互的效率。可替代地，层管理器装置可以将连网（hook）暴露到云实现的业务管理器组件，管理器组件能够进行优化，其将继而使用运营商特定规则来优化网络。可替代地，层管理器装置可以被配置为周期性地向VIM报告这些统计，VIM继而使用编排机制来优化资源和互连性。
在实施例中，层管理器装置可以被配置为管理层内的冗余。RAN云实现可以具有任何和全部级别处的冗余实例。例如，层管理器装置可以被配置为基于诸如负载阈值、链路故障、硬件故障、软件故障、RAN容量的基于时间的提供之类的各种触发来实现从主要向冗余实例的RRM、RRH和其他RAN功能的热和冷交换。
层管理器装置可以追踪哪个资源是可用的，其在维护或升级下。在决定分配服务请求时可以使用该信息。层管理器还可以将连网暴露到能够升级网络的维护组件，其继而将调度特定处理单元的中断或升级。可替代地，层管理器可以交替地将故障报告给VIM，VIM继而协调更新并使用编排机制来使得能够实现修复。
在实施例中，通信系统的云实现可能危及层之间的交换装置或交换机制。例如，交换机可以由Open Flow（开放流）控制器使用OpenFlow协议来控制。
OpenFlow是通过网络提供对网络交换机或路由器的转发平面的接入的通信协议。OpenFlow是在云架构的控制和转发层之间限定的标准通信接口。OpenFlow提供对诸如交换机和路由器之类的网络设备的转发平面的直接接入（物理的和虚拟的二者）。开放联网基金会（ONF）是推进和采用软件限定的联网和OpenFlow的组织。
图4的流程图图示了云的交换机制的操作的示例。
在步骤400中，交换装置可以被配置为与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的无线电接入网络（RAN）层的信息并且控制层的资源。可以存在每个RAN层的多于一个实例。
在步骤402中，交换装置可以被配置为与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的远程无线电头端（RRH）层的信息并且控制层的资源。可以存在RRH层的一个或多个实例。
在步骤404中，交换装置可以被配置为在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令。
在步骤406中，交换装置可以被配置为在RAN层的不同实例和RRH层的不同实例之间中继消息传送。
因此，交换装置可以由VIM控制器（例如，openstack（开放堆叠）中的中子（neutron））配置用于RAN层、RRH层和两者之间的特定互连性。在来自和去向RRH层的互连性的情况下，这可能涉及使用开放流组件来控制OBSAI/RP3信令的交换。
在来自和去向RAN层的互连性的情况下，这可能涉及使用开放流组件来控制RAN信令的交换（例如，诸如小区间协调消息或X2消息）。
在下文中，以动态点选择（DPS）协调多点（CoMP）的实现的示例来说明本发明的实施例。动态点选择-下行链路-协调多点（DPS DL-CoMP）是LTE-A特征，其需要多个小区协调它们到用户终端的传输，以便确保最佳链路在任何时候都传输。在此处考虑的DL-CoMP的版本中，在任何给定的时间仅一个传输点（TP）是活动的。
如DPS的高级特征通常需要多个eNodeB和调度器之间的协调，这使得它们自然适于基于云的接入网络。在DPS的情况下，算法需要多个TP与相同的用户终端进行通信。TP基于它们向用户终端的信道质量来选择，其在我们的架构中转化为针对延迟约束、位置和邻近度的考虑。
图5A图示了该示例的场景。该图示出了两个RAN层500、502和两个RRH层504、506。此外，每个RAN层至少支持两个RAN实例，并且同样，每个RRH层支持至少两个RRH实例。例如，RAN层500、502和RRH层504、506之间的交换装置508可以被认为是能够进行Openflow路由以及基于Openflow交互的OBSAI路由的交换机。每个层包括层管理器装置210、520、522、524。系统包括虚拟化基础设施管理VIM 212。
假设其中将DPS DL-CoMP应用于RRH层位于其中的区域中的用户终端的情况。存在实现DPS DL-CoMP的各种替代方案。图5B图示了其中可以最大程度地利用基于云的架构的优点的情况。在这种情况下，假设TP1被分配在RAN层1 500上并且在RRH层1 504上利用RRH实例1。此处，TP2也被分配给RAN层1 500。此外，相同的RRH层也被分配——RRH层1 504，并且分配的实例是RRH实例2。
如果RAN实例+RRH实例被认为是粗略地构成常规的eNodeB，则这种情况将类似于其中两个TP被分配在相同eNB底架（chassis）上的不同小区上的情况。
图6A的信令图图示了针对这种情况的可能的信号流的示例。信令图被简化，并且未示出全部可能的信令消息。
在图5B和图6A的示例情况下，用户终端（UE）已经附接到RRH层1 504的RRH实例1，其中TP1被分配在RAN层1 500上。用于用户终端的最佳传输点（TP）通过RAN实例和层管理器中的特定无线电资源管理RRM算法来确定600。RAN层1上的层管理器210发起请求602，以便与VIM协调来针对DPS为UE分配附加RAN层。在该示例中，VIM确定604要使用的最佳RAN层，并且第二TP被分配606在相同的RAN层上。
一旦分配了RAN层，则层的层管理器与VIM协调608来针对TP分配RRH。在这种情况下，Vim确定610从与TP1相同的RRH层504分配RRH。TP1使用RRH实例1，并且TP2被分配612、614 RRH实例2。
VIM还与OBSAI/Openflow交换机进行通信616、618，以便配置OBSAI路由，使得其指向适当的RRH层和实例，并且RAN层可以不可知细节。VIM还向层管理器传输消息619作为对请求608的响应。消息携带为对应请求所分配的RRH资源的细节。
Openflow/OBSAI交换机注意适当地转发RAN层和RRH层之间的后续通信。传输点（主小区（Pcell）和从小区（Scell））之间的协调620被相当简化，因为交互发生在相同的RAN层500内。OBSAI消息交换发生622、624在OpenFlow控制之后。
图5C图示了其中可以利用基于云的架构的一些优点的情况。在这种情况下，假定TP1和TP2二者都分配在RAN层1 500上。使用RRH层1 504上的RRH实例1。然而，服务于UE的最佳RRH被确定为RRH层2 506的RRH实例1。实际上，这意味着RAN使用单个RAN层500和两个RRH层504、506来与UE进行通信。
图6B的信令图图示了针对这种情况的可能的信号流的示例。信令图被简化，并且未示出全部可能的信令消息。
此外，该示例开始于UE已经被附接并且TP1被分配在RAN层1 500上。用于用户终端的最佳传输点（TP）通过RAN实例和层管理器中的特定无线电资源管理RRM算法和VIM来确定630。RAN层1的层管理器发起请求632，以便与VIM协调来针对DPS为UE分配附加RAN层。在该示例中，VIM确定634要使用的最佳RAN层，并且第二TP被分配636在相同的RAN层上。
一旦分配了RAN层，则RAN层1上的层管理器与VIM协调638来针对TP分配RRH。在这种情况下，RRH实例由VIM从两个不同的RRH层分配640。RRH层上的层管理器被通知642、644由VIM的该分配。
VIM还与OBSAI/Openflow交换机进行通信646、648，以便配置OBSAI路由，使得其指向适当的RRH层和实例，并且RAN层可以不可知细节。
VIM还向层管理器传输消息649作为对请求638的响应。消息携带为对应请求所分配的RRH资源的细节。
Openflow/OBSAI交换机注意适当地转发RAN层和RRH层之间的后续通信。传输点（主小区和从小区）之间的协调650被相当简化，因为交互发生在相同的RAN层500内。OBSAI消息交换发生652、654、656在OpenFlow控制之后。
图5D图示了其中每个TP在不同的RAN层和不同的RRH上的情况。在这种情况下，TP1被分配在RAN层1 500上，并且TP2被分配在RAN层2 502上。由TP1使用RRH层1 504上的RRH实例1，并且TP2使用RRH层2 506的RRH实例1。没有资源在两个TP之间共享，并且它们在硬件实体的两个不同集合上。该场景最接近于基于常规RAN架构的现今技术的状态。这相当于在常规RAN中的两个不同小区站点上具有两个TP。
图6C的信令图图示了针对这种情况的可能的信号流的示例。信令图被简化，并且未示出全部可能的信令消息。
此外，该示例开始于UE已经被附接并且TP1被分配在RAN层1 500上。用于用户终端的最佳传输点（TP）通过RAN实例和层管理器中的特定无线电资源管理RRM算法来确定660。RAN层1上的层管理器发起请求662，以便与VIM协调来针对DPS为UE分配附加RAN层。在该示例中，VIM确定664 RAN层实例2最适于托管TP2，并将其分配666给TP2。随后，Openflow交换机还被配置668为正确地转发RAN层间信令消息。
一旦已经分配了RAN层，则RAN层1上的层管理器被配置为与VIM协调670以针对TP分配RRH。消息700可以携带为对应请求所分配的RAN资源的细节。在该示例中，RRH实例由VIM从两个不同RRH层504、506分配672。RRH层上的层管理器被通知674、676由VIM的该分配。
VIM还与OBSAI/Openflow交换机进行通信678、680，以便配置OBSAI路由，使得其指向适当的RRH层和实例，并且RAN层可以不可知细节。
VIM还向层管理器发送消息681作为对请求670的响应。消息携带为对应请求所分配的RRH资源的细节。
Openflow/OBSAI交换机注意适当地转发两个RAN层和两个RRH层之间的后续通信。在该示例情况下，由于两个TP被分配给两个不同的RAN层500、502和两个不同的RRH层504、506，所以组件间消息传送682的量增加并且类似于常规RAN架构中的级别。
OBSAI消息交换684、686、688、690和到主小区的上行链路OBSAI消息交换692、692发生在OpenFlow控制之后。PDSCH（OBSAI）——物理下行链路共享信道是在LTE下行链路上携带用户承载数据的信道。消息684、686指示通过OBSAI从RAN层向RRH层的PDSCH承载数据的流。PDCCH（OBSAI）——物理下行链路控制信道]是在LTE下行链路上携带控制信息的信道。消息688、660指示通过OBSAI从RAN层向RRH层的PDCCH控制信息的流。PUCCH和PUSCH（OBSAI）——物理上行链路控制信道和物理上行链路共享信道是分别包含上行链路控制信息和承载数据的LTE上行链路信道。消息692、694指示通过OBSAI向RAN发送的在RRH处接收的PUCCH和PUSCH数据的流。
即使在该示例情况下，引入Opeflow/OBSAI组合交换构造也有助于该解决方案执行得比常规解决方案稍好。
在这种情况下，由于两个TP被分配给两个不同的RAN层和两个不同的RRH层，所以组件间消息传送的量增加并且类似于常规RAN架构中的级别。
在实施例中，除其他标准之外，RAN层、RRH层及其互连性基于延迟约束、位置和邻近度。因此，可能的是，在大多数情况下，当使用该架构时，图5B和图6A的示例场景将占优，这使组件间消息传送的开销最小化。然而，不能排除如图5C和6B中的场景，这是由于基于本地情况或基于将UE带入和带出图5B和6A的最佳示例场景的移动性场景的网络配置的变化。
本发明的实施例创建框架，并提供允许基于云的接入网络优化用于特定UE的资源分配使得其在尽可能长的时间内具有最优资源的机制。上述机制允许基于云的RAN对特定用户进行优化而同时还能够评估整体网络状况以及从网络角度平衡资源以最优地分配资源。
图7图示了实施例。该图图示了其中可以应用本发明的实施例的装置的简化示例。示例实施例的装置不需要是整个装置，而在其他示例实施例中可以是装置的组件或组件的群组。在一些实施例中，装置是计算设备。
应当理解，装置在此被描绘为图示一些实施例的示例。对于本领域技术人员显而易见的是，装置还可以包括其他功能和/或结构，并且不是全部所描述的功能和结构都被需要。虽然装置被描绘为一个实体，但是不同的模块和存储器可以在一个或多个物理或逻辑实体中实现。
处理器或控制电路700被配置为执行指令并执行与装置相关联的操作。处理器700可以包括诸如数字信号处理器设备、微处理器设备和电路之类的部件，其用于执行各种功能，包括例如结合图1至图6所描述的功能中的一个或多个。处理器或控制电路700可以通过使用从存储器所检索的指令来控制装置的组件之间的输入和输出数据的接收和处理。处理器或控制电路700可以在单芯片、多芯片或多个电组件上实现。可以被用于处理器或控制电路700的架构的一些示例包括专用或嵌入式处理器和ASIC。
处理器或控制电路700可以包括用于操作一个或多个计算机程序704的功能。计算机程序代码可以存储在存储器702中。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为利用至少一个处理器使得装置执行至少一个实施例，包括例如结合图1至图6所描述的功能中的一个或多个。通常，处理器702与操作系统一起操作以执行计算机代码并产生和使用数据。
以示例的方式，存储器702可以包括诸如EEPROM、闪速存储器等之类的非易失性部分、以及诸如包括用于临时存储数据的高速缓存区域的随机存取存储器（RAM）的易失性部分。信息也可以驻留在可移动存储介质上，并在需要时加载或安装到装置上。
装置可以包括用于与其他装置或网络设备进行通信的接口706。装置可以利用一个或多个通信协议进行操作。
装置还可以包括图7中未图示的另外的单元和元件，例如诸如另外的接口设备、功率单元或电池。
在实施例中，图7的装置是一种层管理器，其被配置为收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息；控制层资源在不同连接和服务上的使用；以及与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置进行通信。
在实施例中，图7的装置是云的交换机制，其被配置为与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息并且控制层的资源；与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的层的信息并且控制层的资源；在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令。
本发明的实施例可以以软件、硬件、应用逻辑或者软件、硬件和应用逻辑的组合来实现。在示例实施例中，应用逻辑、软件或指令集被维持在各种常规计算机可读介质中的任何一个上。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是可以包含、存储、传送、传播或输送指令以供指令执行系统、装置或设备（诸如计算机，其中一个示例为图8中描述和描绘的计算机）使用或与其结合使用的任何介质或部件。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其可以是可以包含或存储指令以供指令执行系统、装置或设备（诸如计算机）使用或与其结合使用的任何介质或部件。
如果需要，本文所讨论的不同功能中的至少一些可以以不同的次序和/或彼此同时地执行。此外，如果需要，上述功能中的一个或多个可以是可选的或可以被组合。
虽然在独立权利要求中阐述了本发明的各个方面，但是本发明的其他方面包括来自所描述的实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其他组合，而不仅仅是明确地在权利要求中阐述的组合。
此处还要注意的是，虽然上面描述了本发明的示例实施例，但是这些描述不应在限制性意义上查看。更确切地说，存在可以在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下做出的若干变化和修改。

Claims (34)

1. 一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，包括计算机程序代码，
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：
收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息；
控制层资源在不同连接和服务上的使用；
与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置进行通信。
2.根据权利要求1所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：控制利用所述层的资源来动态实现作为虚拟实例的通信网络组件。
3.根据权利要求1或2所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：维护关于所述层的资源的处理能力和当前负载的信息。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：分配所述层的资源以用于另一层的使用和/或从控制另一层的装置请求资源。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：利用所述层的资源来生成与资源使用、资源操作以及连接的属性和质量相关的统计。
6.根据任一前述权利要求2所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：将实例表示为活动或非活动的，并且激活或去激活不同层实例之间的互连。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：监视所述层的资源的可用性，并且基于所述可用性来控制资源的使用。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：确定需要维护或更新的资源，并且向通信网络通知所述需要。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：基于位置、接近度、延迟特性和移动性模式来收集和维护资源的信息。
10.根据前述权利要求1至7中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：基于RAN层内的装置的功能或位置来构造其他相应装置之间的关系以形成包括父节点、兄弟节点和子节点的层次结构。
11. 一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，包括计算机程序代码，
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：
与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的无线电接入网络（RAN）层的实例的信息并且控制所述层的资源；
与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的远程无线电头端（RRH）层的实例的信息并且控制所述层的资源；
在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令；以及
在RAN层的不同实例和RRH层的不同实例之间中继消息传送。
12.根据权利要求11所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：交换在RAN层的实例与RRH层的实例之间的开放基站架构发起消息传送。
13.根据前述权利要求11或12中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：控制OpenFlow组件以交换在RAN层和RRH层的不同实例之间的无线电接入网络信令、在RAN层和RRH层的不同实例之间的开放基站架构发起消息传送、以及在控制不同层的层管理器装置之间的控制消息传送。
14. 一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，包括计算机程序代码，
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置至少：
管理和控制被用于实现无线电接入网络（RAN）层和远程无线电头端（RRH）层的一个或多个实例的存储和网络资源；
协调利用所述层的资源来动态实现作为虚拟实例的通信网络组件，与控制每个层的装置以及与处理去向和来自远程无线电头端的业务的交换机进行通信。
15.根据权利要求14所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：从控制层的装置接收关于所述层的资源的处理能力和当前负载的信息，并且基于所接收的信息来维护关于RAN云中的资源维护的信息。
16.根据权利要求14或15所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：协调层的资源的分配以用于另一层的使用，协调来自控制层的装置的与资源相关的请求，并且控制去向和来自远程无线电头端的业务的交换。
17.根据权利要求16所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：使不同层之间的资源共享的协调基于所述层的邻近度和/或连接性。
18.根据前述权利要求14至17中任一项所述的装置，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述装置进一步：协调确定需要维护或更新的资源。
19.一种方法，包括：
收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息；
控制层资源在不同连接和服务上的使用；以及
与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置进行通信。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：控制利用所述层的资源来动态实现作为虚拟实例的通信网络组件。
21.根据权利要求19或20所述的方法，还包括：维护关于所述层的资源的处理能力和当前负载的信息。
22.根据前述权利要求19至21中任一项所述的方法，还包括：分配所述层的资源以用于另一层的使用和/或从控制另一层的装置请求资源。
23.根据前述权利要求19至22中任一项所述的方法，还包括：利用所述层的资源来生成与资源使用、资源操作以及连接的属性和质量相关的统计。
24.根据权利要求20所述的方法，还包括：将实例表示为活动或非活动的，并且激活或去激活不同层实例之间的互连。
25.根据前述权利要求19至24中任一项所述的方法，还包括：监视所述层的资源的可用性，并且基于所述可用性来控制资源的使用。
26.根据前述权利要求19至25中任一项所述的方法，还包括：确定需要维护或更新的资源，并且向通信网络通知所述需要。
27.根据前述权利要求19至26中任一项所述的方法，还包括：基于位置、接近度、延迟特性和移动性模式来收集和维护资源的信息。
28.根据前述权利要求19至27中任一项所述的方法，还包括：基于RAN层内的装置的功能或位置来构造其他相应装置之间的关系以形成包括父节点、兄弟节点和子节点的层次结构。
29.一种方法，包括：
与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的无线电接入网络（RAN）层的实例的信息并且控制所述层的资源；
与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的远程无线电头端（RRH）层的实例的信息并且控制所述层的资源；
在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令；以及
在RAN层的不同实例和RRH层的不同实例之间中继消息传送。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括：交换在RAN层的实例和RRH层的实例之间的开放基站架构发起消息传送。
31.根据权利要求29或30所述的方法，还包括：控制OpenFlow组件以交换在RAN层和RRH层的不同实例之间的无线电接入网络信令、在RAN层和RRH层的不同实例之间的开放基站架构发起消息传送、以及在控制不同层的层管理器装置之间的控制消息传送。
32.一种计算机程序产品，其体现在可由计算机读取并且包括程序指令的分布介质上，所述程序指令当被加载到装置中时执行包括以下步骤的计算机过程：
收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的层的信息；
控制层资源在不同连接和服务上的使用；以及
与关于层的资源的使用控制其他层的相应装置进行通信。
33.一种计算机程序产品，其体现在可由计算机读取并且包括程序指令的分布介质上，所述程序指令当被加载到装置中时执行包括以下步骤的计算机过程：
与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于操作地连接到一组远程无线电头端并且被配置为处理去向和来自远程无线电头端的业务的包括给定资源的无线电接入网络（RAN）层的实例的信息并且控制所述层的资源；
与层管理器装置进行通信，每个层管理器装置收集和维护关于被配置为处理与去向和来自远程无线电头端的业务相关的无线电接入网络功能的包括给定资源的远程无线电头端（RRH）层的实例的信息并且控制所述层的资源；
在控制不同层的层管理器装置之间中继控制信令；以及
在RAN层的不同实例和RRH层的不同实例之间中继消息传送。
34. 一种计算机程序产品，其体现在可由计算机读取并且包括程序指令的分布介质上，所述程序指令当被加载到装置中时执行包括以下步骤的计算机过程：
管理和控制被用于实现无线电接入网络（RAN）层和远程无线电头端（RRH）层的一个或多个实例的存储和网络资源；以及
协调利用所述层的资源来动态实现作为虚拟实例的通信网络组件，并且与控制每个层的装置进行通信。
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