CN107249199B - 一种面向CoMP业务的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向CoMP业务的控制方法和系统，其中方法包括：多个CoMP小区通过两个BBU设备进行Inter‑BBU CoMP业务时，根据所产生的回传网络流量和回传网络容量的关系，判断是否进行路径切换；当判断为进行路径切换时，对连接到其中一个BBU设备的CoMP小区的光路进行切换，使CoMP小区连接至另一个BBU设备。本发明通过考虑多个CoMP小区通过两个BBU设备进行Inter‑BBU CoMP业务时，产生的回传网络流量和回传网络容量的关系，进行路径切换，在保证CoMP业务的同时，减少了因为Inter‑BBU CoMP而产生的BBU设备间的数据交互，缓解了回传网络负载压力。

Description

一种面向CoMP业务的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种面向CoMP业务的控制方法和系统。

背景技术

在云无线接入网(Cloud Radio Access Network,CRAN)架构下，无线基站被分成了通过光前传网络相连的基带处理单元(Baseband Unit,BBU设备)和远端射频单元(Remote Radio Unit,RRU设备)，其中，基带处理单元用于实现数字采样信号的基带处理功能，通常被放置在中心局进行集中式管理与统一调度；远端射频单元用于实现射频信号的滤波、放大及数字化等功能，通常被放置在天线侧。

LTE-Advanced系统中引入了多点协作传输与接收技术(Coordinated Multi-Point，CoMP)，主要目的是消除相邻小区之间的干扰，提高边缘用户的传输速率。按照支持CoMP业务的BBU设备数量，可将CoMP服务分为Intra-BBU CoMP和Inter-BBU CoMP。

当进行CoMP服务的RRU设备属于同一BBU设备时，这种情况称之为Intra-BBUCoMP。如图1所示，对边缘用户1进行CoMP服务的相邻CoMP小区通过同一波长的光路连接到BBU设备1，Intra-BBU CoMP需要单个BBU设备对该相邻CoMP小区进行联合调度，实现信号的协同传输。

当进行CoMP服务的RRU设备分别属于不同的BBU设备时，这种情况称之为Inter-BBU CoMP。如图1所示，对边缘用户2进行CoMP服务的相邻CoMP小区通过不同波长的光路连接到多个BBU设备上，Inter-BBU CoMP需要多个BBU设备之间进行数据交互以实现多个CoMP小区资源的联合调度，完成无线信号在CoMP小区之间协同传输。

在Intra-BBU CoMP下，该过程是在单个BBU设备中进行，即所有的信息处理与资源调度都在BBU设备内部进行。而在Inter-BBU CoMP下，上述的信息处理与资源调度需要多个BBU设备协同完成，BBU设备之间需要利用回传(backhaul)网络的X2接口对多个CoMP小区的CSI信息以及用户数据进行交互。该过程对backhaul网络的带宽与时延有着较高要求，当网络中存在大量的Inter-BBU CoMP业务时，BBU设备之间的数据交互将会占用大量的backhaul网络的带宽，并且该数据交互过程需要在一定的时间内完成，才会保证CoMP业务的服务质量。由此可知，一旦网络中的Inter-BBU CoMP过多，将会对backhaul网络产生巨大压力。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的面向CoMP业务的控制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种面向CoMP业务的控制方法，包括：

S1、多个CoMP小区通过两个BBU进行Inter-BBU CoMP业务时，根据所产生的回传网络流量和回传网络容量的关系，判断是否进行路径切换；

S2、当判断为进行路径切换时，对连接到其中一个BBU设备的CoMP小区的光路进行切换，使CoMP小区连接至另一个BBU设备。

根据本发明的另一个方面，还提供一种面向CoMP业务的控制系统，包括

协议控制模块，用于对所有BBU设备、RRU设备和光交换设备上报的协议消息进行解析、对配置信息进行封装以及将所述配置信息通过南向协议下发至所有BBU设备、RRU设备和光交换设备；

CoMP信息数据库，用于存储CoMP业务相关的信息；

光路信息数据库，用于存储物理拓扑和光路波长相关的信息；

光路重构模块，用于根据CoMP信息数据库和光路信息数据库存储的信息，执行光路重构算法，获得对光路进行重新配置的配置信息。

本申请提出一种面向CoMP业务的控制方法和系统，通过考虑多个CoMP小区通过两个BBU设备进行Inter-BBU CoMP业务时，产生的回传网络流量和回传网络容量的关系，进行路径切换，在保证了CoMP业务的同时，减少了因为Inter-BBU CoMP而产生的BBU设备间的数据交互，缓解了backhaul网络负载压力。

附图说明

图1为现有技术中Intra-BBU CoMP与Inter-BBU CoMP的概念示意图；

图2为根据本发明实施例的Intra-BBU CoMP业务与Inter-BBU CoMP业务切换示意图；

图3为根据本发明实施例的控制系统的结构框图；

图4为根据本发明实施例的光路重构方法流程图；

图5为根据本发明实施例的光路重构协议流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

由于在Inter-BBU CoMP业务下，信息处理与资源调度需要多个BBU设备协同完成，BBU设备之间需要利用回传(backhaul)网络的X2接口对多个CoMP小区的CSI信息以及用户数据进行交互。该过程对backhaul网络的带宽与时延有着较高要求，当网络中存在大量的Inter-BBU CoMP业务时，BBU设备之间的数据交互将会占用大量的backhaul网络的带宽，并且该数据交互过程需要在一定的时间内完成，才会保证CoMP业务的服务质量。由此可知，一旦网络中的Inter-BBU CoMP过多，将会对backhaul网络产生巨大压力。

为了减少网络中的Inter-BBU CoMP，可以利用光路重构的手段，将BBU设备与RRU设备之间的光路进行重新规划，通过光路的切换，即路径切换，改变BBU设备与RRU设备的连接关系，将进行Inter-BBU CoMP的RRU设备切换到同一BBU设备中，实现Inter-BBU CoMP向Intra-BBU CoMP的转化。如图2所示，路径重构前，进行CoMP业务的不同CoMP小区通过波长为λ₁，λ₂的两条光路连接到不同的BBU设备中，用户上报的信道状态信息(CSI)以及用户数据在BBU设备之间进行交换，路径重构后，小区2的光路切换到BBU₁中，Inter-BBU CoMP转换为Intra-BBU CoMP，在保证了CoMP业务的同时，减少了因为Inter-BBU CoMP而产生的BBU设备间数据交互，缓解了backhaul网络负载压力。

利用光路径重构，实现Inter/Intra-BBU CoMP的转化，必然会对小区内的移动业务进行BBU设备间的迁移，在将小区内的CoMP业务进行迁移的过程中，同时会影响到小区内的非CoMP业务，造成一定的用户服务质量下降，所以，何时进行Inter/Intra-BBU CoMP的路径切换，就成了必须要解决的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种面向CoMP业务的控制方法，包括：

S1、多个CoMP小区通过两个BBU设备进行Inter-BBU CoMP业务时，根据所产生的回传网络流量和回传网络容量的关系，判断是否进行路径切换；

S2、当判断为进行路径切换时，对连接到其中一个BBU设备的CoMP小区的光路进行切换，使该CoMP小区连接至另一个BBU设备。

需要注意的是，进行Inter/Intra-BBU CoMP切换时，考虑对小区内非CoMP用户的影响，并且需要设定路径切换的启动门限，路径切换根据Inter-BBU CoMP产生的回传网络流量是否超过回传网络容量，决定是否启动切换算法，即当回传网络流量超过回传网络容量时，启动切换算法，进行光路重构。

需要注意的是，光路重构的具体过程属于现有技术，本发明并不对光路重构的过程做出具体的限定。

在一个实施例中，步骤S1进一步包括：

S1.1、设置路径切换的调节参数α，其中0<α<1；

S1.2、根据所产生的回传网络流量是否大于调节参数α与回传网络容量的乘积，判断是否进行路径切换。

需要说明的是，定义网络中所有Inter-BBU CoMP业务产生的BBU设备间信息交互的流量为T_CoMP(Gbps)，回传网络容量为C，单位为Gbps，为了在回传网络中留出一部分容量用于与CoMP无关的流量开销，设定调节参数α(0<α<1)，当满足关系：T_CoMP＞aC时，则启动切换算法。

需要注意的是，仅仅对CoMP小区内非CoMP用户的影响是不够，还需要进一步考虑BBU设备的处理能力和光路波长的容量，因此在一个实施例中，步骤S1还包括：

S1.3、在初次判断进行路径切换后，根据所述另一个BBU设备的处理能力以及连接该BBU设备的光路的波长容量，继续判断是否进行路径切换。

需要说明的是，如果另一个BBU设备的容量或者单个波长不能容纳下进行CoMP的所有小区，则优先切换内部非CoMP流量最少的小区，在增强CoMP性能的同时，减少对网络中非CoMP用户的影响。

在一个实施例中，根据另一个BBU设备的处理能力以及连接该BBU设备的光路的波长容量，判断进行路径切换的步骤，具体包括：

当∑_iTⁱ+N≤W且∑_iP(Tⁱ)+P(N)≤C时，判断进行路径切换，否则，判断不进行路径切换；

其中，Tⁱ为切换前所述另一个BBU设备下的第i个CoMP小区的总流量；N为待切换到所述另一个BBU的CoMP小区总流量；∑_iTⁱ+N表示切换后所述另一个BBU设备下所有CoMP小区的总流量；P(Tⁱ)表示切换前所述另一个BBU设备下第i个CoMP小区所需要的BBU计算资源；P(N)表示待切换到所述另一个BBU的CoMP小区所需要的BBU计算资源；∑_iP(Tⁱ)+P(N)表示切换后所述另一个BBU设备下所有小区所需要的BBU计算资源。

例如，所述另一个BBU设备有8unit(计算单元)流量的总容量，在切换前，所述另一个BBU设备中已经存在3个CoMP小区，3个CoMP小区均占用2unit流量，显然所述另一个BBU设备只有2unit流量可以接纳了，如果其中一个BBU设备中存在两个CoMP小区，分别占用2unit流量和3unit流量，那么选择切换占用2unit流量的CoMP小区。

需要说明的是，出于方便理解本发明思路的必要，本发明定义两个BBU设备的容量是一致的，任意一个光路波长容量也是固定的，例如为10Gbps。

需要说明的是，在对一个小区进行路径切换后，继续对进行Inter-BBU CoMP业务的其他小区进行判断是否进行路径切换的操作，即当∑_iTⁱ+N≤W且∑_iP(Tⁱ)+P(N)≤C时，判断进行路径切换，继续对非CoMP流量最少的小区进行路径切换，直至T_CoMP＜αC、∑_iTⁱ+N＞W或∑_iP(Tⁱ)+P(N)＞C时，则不再进行切换。

本发明还提供一种面向CoMP业务的控制系统，如图3所示，包括

协议控制模块，用于对所有BBU设备、RRU设备和光交换设备上报的协议消息进行解析、对配置信息进行封装以及将所述配置信息通过南向协议下发至无线设备和传输设备，其中无线设备包括BBU设备和RRU设备，传输设备为光交换设备；

CoMP信息数据库，用于存储CoMP业务相关的信息，包括BBU设备与RRU设备的连接关系、CoMP小区之间的CoMP流量、CoMP小区内部的非CoMP流量、回传网络容量以及每个BBU设备的处理能力；

光路信息数据库，用于存储物理拓扑和光路波长相关的信息，其中，物理拓扑信息包括光交换设备的物理端口连接信息，光路波长相关的信息包括光路信息与该光路占用的波长信息；

光路重构模块，用于根据CoMP信息数据库和光路信息数据库存储的信息，执行光路重构算法，获得对光路进行重新配置的配置信息。

需要注意的是，通过对南向协议(例如，OpenFlow协议)的拓展，使得控制系统可以收集光前传网络信息，利用这些信息调用不同功能的模块，实现路径切换之目的。

具体地，协议控制模块，用于对所有BBU设备、RRU设备和光交换设备上报的协议消息进行解析、对配置信息进行封装以及将所述配置信息通过南向协议下发至所有BBU设备、RRU设备和光交换设备。南向协议即管理其他厂家网管或设备的协议，即向下提供的协议。为了实现光路径重构，需要对配置信息进行相应的字段拓展，实现CoMP流量以及光路信息的获取。

需要说明的是，CoMP业务相关的信息可以在配置信息中进行相应的字段拓展，OpenFlow协议中的OFPT_FEATURES_REPLY消息可以承载上述CoMP业务相关的信息，控制系统利用拓展后的配置消息实现BBU设备、RRU设备和光交换设备与控制系统之间的信息上报，通过协议控制模块处理之后，存入CoMP信息数据库中。同理，光路信息数据库中的信息同样适用上述方式。

需要注意的是，光路重构模块是控制系统的核心模块，光路重构模块的功能是，根据两个数据库中存储的各类信息，完成光路重构算法的执行，并根据路径算法执行的结果对光路进行重新配置，配置信息通过协议控制模块封装到南向协议的配置消息中，下发到底层设备即BBU设备、RRU设备和光交换设备。

配置信息包括光路重构之后新建光路的出、入端口以及端口所使用的波长信息，该配置信息可以在南向消息中进行拓展，OpenFlow协议中的OFPT_FLOW_MOD消息可以承载上述信息。配置之后，光路重构模块根据配置信息，将CoMP信息数据库和光路信息数据库中的信息进行更新。

图4示出了本发明实施例的控制系统的控制流程图，包括：

首先，控制系统通过收集南向消息，获取CoMP业务相关的信息、物理拓扑和光路波长相关的信息，计算判断当前网络中所有Inter-BBU CoMP产生的回传网络负载T_CoMP是否达到回传网络容量限制αC，即判断是否T_CoMP>αC，若达到，则开启光路重构算法，对光路进行调整，将Inter-BBU CoMP业务中的CoMP小区切换为Intra-BBU设备CoMP业务，如果未达到，则继续监控网络状态。

需要注意的是，在监控网络状态的过程中，一旦网络中产生新的Inter-BBU CoMP业务，RRU设备则重新上报该RRU设备下CoMP业务以及非CoMP业务的流量信息，系统则重新根据数据库中的数据，判断是否重新进行光路径重构。

图5从控制系统与硬件设备之间协议交互的角度描述了光路重构的过程，可以看出，网络中的传输设备与无线设备(以下简称设备)通过南向协议与控制系统进行通信，当网络中有新的CoMP业务产生时，设备通过南向消息OFPT_FEATURES_REPLY上报给控制系统，控制系统根据收集到的信息对网络进行波长重构，并通过南向消息OFPT_FLOW_MOD下发给设备，完成光路配置。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种面向CoMP业务的控制方法，其特征在于，包括：

S1、多个CoMP小区通过两个BBU设备进行Inter-BBU CoMP业务时，根据网络中因Inter-BBU CoMP业务所产生的回传网络流量和回传网络容量的关系，判断是否进行路径切换；

S2、当判断为进行路径切换时，对连接到其中一个BBU设备的CoMP小区的光路进行切换，使CoMP小区连接至另一个BBU设备；

其中，所述步骤S1进一步包括：

S1.1、设置路径切换的调节参数α，其中0<α<1；

S1.2、根据网络中因Inter-BBU CoMP业务所产生的回传网络流量是否大于调节参数α与回传网络容量的乘积，判断是否进行路径切换。

2.如权利要求1所述的面向CoMP业务的控制方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：

S1.3、在初次判断进行路径切换后，根据所述另一个BBU设备的处理能力以及该BBU所连接光路的波长容量，继续判断是否进行路径切换。

3.如权利要求2所述的面向CoMP业务的控制方法，其特征在于，根据所述另一个BBU设备的处理能力以及该BBU所连接光路的波长容量，判断是否进行路径切换的步骤，具体包括：

当∑_iTⁱ+N≤W且∑_iP(Tⁱ)+P(N)≤C时，判断进行路径切换，否则，判断不进行路径切换；

其中，Tⁱ为切换前所述另一个BBU设备下的第i个CoMP小区的总流量；N为待切换到所述另一个BBU的CoMP小区总流量；∑_iTⁱ+N表示切换后所述另一个BBU设备下所有CoMP小区的总流量；P(Tⁱ)表示切换前所述另一个BBU设备下第i个CoMP小区所需要的BBU计算资源；P(N)表示待切换到所述另一个BBU的CoMP小区所需要的BBU计算资源；∑_iP(Tⁱ)+P(N)表示切换后所述另一个BBU设备下所有小区所需要的BBU计算资源。

4.如权利要求1-3任意一项所述的面向CoMP业务的控制方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：

当判断进行路径切换时，每次优先选择将所述多个CoMP小区中非CoMP流量最少的CoMP小区进行光路切换，直至达到所述另一个BBU的处理容量上限或者该BBU所连接光路波长容量的上限。

5.一种面向CoMP业务的控制系统，其特征在于，包括

协议控制模块，用于对所有BBU设备、RRU设备和光交换设备上报的协议消息进行解析、对配置信息进行封装以及将所述配置信息通过南向协议下发至所有BBU设备、RRU设备和光交换设备；

CoMP信息数据库，用于存储CoMP业务相关的信息；

光路信息数据库，用于存储物理拓扑和光路波长相关的信息；

光路重构模块，用于根据CoMP信息数据库和光路信息数据库存储的信息，执行光路重构算法，获得对光路进行重新配置的配置信息；

其中，所述CoMP业务相关的信息，包括BBU设备与RRU设备的连接关系、CoMP小区之间的CoMP流量、CoMP小区内部的非CoMP流量、回传网络容量以及每个BBU设备的处理能力；

所述物理拓扑信息包括光交换设备的物理端口连接信息，所述光路波长相关的信息包括光路信息与该光路占用的波长信息。

6.如权利要求5所述的面向CoMP业务的控制系统，其特征在于，光路重构模块还用于，根据所述配置信息，将CoMP信息数据库和光路信息数据库中的信息进行更新。

7.如权利要求5所述的面向CoMP业务的控制系统，其特征在于，所述配置信息包括光路重构之后新建光路的出、入端口以及新建光路占用的波长信息。

8.如权利要求5所述的面向CoMP业务的控制系统，其特征在于，所述光路重构模块还用于，当网络中出现新的Inter-BBU CoMP业务时，重新执行光路重构算法。