CN110710326B

CN110710326B - 一种ue负载敏感的前传控制器

Info

Publication number: CN110710326B
Application number: CN201880021572.4A
Authority: CN
Inventors: 哈桑·哈拉比安; 彼得·阿什伍德-史密斯
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2038-03-21
Also published as: CN110710326A; WO2018196511A1; US20180310199A1; EP3603330B1; EP3603330A1; US10313917B2; EP3603330A4

Abstract

一种用于对BBU和RRH进行耦合的网络的前传控制器，其中所述RRH与所支持的UE交互RF模拟信号。所述网络包括通过可变比特率网络通信链路进行耦合的多个节点。所述BBU通过网络与所述RRH交互频域样本的数据包。所述前传控制器监控所述RRH的无线频谱占用信息和至少一个频谱占用阈值，并根据其改变网络链路的比特率。所述前传控制器可以在与可能影响频谱占用的至少一个事件相关联的周期期间主动调整所述比特率和/或阈值。所述网络链路可以是FlexE、SONET、DWDM、LAG和/或ECMP链路。

Description

一种UE负载敏感的前传控制器

相关申请

本发明要求于2017年4月24日递交的发明名称为“一种UE负载敏感的前传控制器”的第15/494,636号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明涉及无线接入网(radio access network，简称为RAN)架构，尤其涉及一种对前传中远程射频头(remote radio head，简称为RRH)支持的用户设备(user equipment，简称为UE)的密度或负载敏感的前传控制器。

背景技术

在无线通信网络中，移动通信设备或UE通过交互无线信号以点对点的方式与基站(base transceiver station，简称为BTS)进行通信。因为所述BTS通过核心回传网络耦合到服务于其他UE和互联网的其他BTS，所以UE能够与其他UE进行语音和/或数据通信，并且能够访问互联网。

在1G和2G技术中，所述BTS通常位于与其相关联的天线塔处或附近。所述BTS生成模拟RF信号并通过RF电缆线对将所述RF信号传播到天线。

在3G网络时代，就开始引入了解耦的前传概念，如图1的示例方框图所示，其中多个BTS的部分功能合设在远程分布式前传处理器或基带单元(baseband unit，简称为BBU)110中。所述BBU 110或BBU池中的一些BTS功能的集中化可确保减小一些BTS处理的规模，并且通过所述BBU 110与无线收发器或远程射频头(RRH)120之间的基带信号的通信来降低沿着它们之间的点对点光纤前传链路130的传输损耗，其中所述RRH 120将基带信号转换为RF时域信号以便传输到UE。所述BBU 110或BBU池可以通过一个或多个电缆或光纤145耦合到移动回传网络140。

最近，解耦前传概念已演变为云RAN(cloud-RAN，简称为C-RAN)架构，其利用无线、光学和IT技术的发展，包括但不限于，跨密集波分复用(dense wavelength divisionmultiplexing，简称为DWDM)光通信前传链路130的通用公共无线接口(Common PublicRadio Interface，简称为CPRI)协议，以将所述BBU 110和所述RRH 120进行互连。所述C-RAN架构还利用源自软件定义网络(software-defined networking，简称为SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization，简称为NFV)的概念。所述C-RAN架构允许实现低复杂度的RRH 120，其对于小站尤其有利。

图2示出了核心网络的链路层或媒体接入控制层(media access control，简称为MAC)210与所述RRH 120的天线220之间的BTS功能的处理示例。对BBU 110和RRH120之间的这种功能可以以多个形式进行分割或可以有多种分割231～234，分别标记为(A)至(D)。

传统上，C-RAN概念考虑了时域I/Q分割，如分割(A)231所示，其中所述BBU 110和RRH 120之间的前传链路130传送时域信号。所述时域I/Q分割231是完全集中的，因此所述RRH 120仅分配了一些功能。在一些情况下，所述RRH 120功能可以包括基带和RF之间信号的功率放大和RF混频。在一些情况下，所述BBU 110可以将信号数字化，使得所述前传链路130通过以太网上的CPRI或以太网上的无线电(radio over Ethernet，简称为ROE)传送数字信号，例如，点对点固定比特率(constant bit-rate，简称为CBR)信号。在这种情况下，所述RRH 120功能还可以包括发送侧的数模转换(digital-to-analog conversion，简称为DAC)功能和接收侧的模数转换(analog-to-digital conversion，简称为ADC)功能。

不管所述RRH 120在上行链路方向上承载的UE负载以及所述BBU 110在下行链路方向上承载的UE负载如何，这种CBR信号都消耗相当大的前传容量，每20MHz信道约1Gbps。也就是说，即使所述RRH 120具有其支持的低密度UE，即低UE负载，所述RRH120的天线220也一直在进行发送。

此外，前传容量与诸多因素基本上具有线性比例关系，包括但不限于天线端口数量、扇区数量、采样率、载波数量、前传开销、前传压缩因素和I/Q位宽。此外，所述CBR信号受时延因素限制，包括每个子帧的3ms混合自动重传请求(hybrid automatic repeatrequest，简称为HARQ)期限。

如果将所述C-RAN架构中的分割从时域I/Q分割(A)231调整为频域I/Q分割(B)232，则所述前传链路130可以在所述BBU 110和RRH 120之间传送数字频域样本。这种修改不太集中，因为所述RRH 120分配了附加功能以本地处理所有广播信道数据和参考信号。这种功能可以包括但不限于执行快速傅立叶反变换(inverse fast Fouriertransformation，简称为IFFT)和映射以将频域样本转换为发送侧的时域信号，以及执行快速傅立叶变换(fast Fourier transformation，简称为FFT)以及解映射以将时域信号转换为接收侧的频域样本。这种方法可能会略微增加前传开销，因为前传将继续进行映射，以确定与模拟RF信号的特定子载波相关联的I/Q样本。

集中化的轻微减小可能是合理的，因为以这种方式调整分割会显著减少沿所述前传链路130的信号的带宽，约50％。作为非限制性示例，对于与频域中I/Q样本数量减少相关的每个20MHz信道，可节省约42％。另外，如果循环前缀(cyclic prefix，简称为CP)I/Q样本不是沿着前传链路发送，而是在所述RRH 120上添加，则可以额外节省7％。此外，相对于传统的时域I/Q分割(A)231，分割中的这种调整基本上不会影响时延限制。更进一步，可以省略物理广播信道(physical broadcast channel，简称为PBCH)和参考符号。

另外，已经认识到，如果没有使用特定的子载波，则在频域I/Q分割(B)232中，可以压缩或者甚至丢弃与子载波相关联的频率样本，结果是所述BBU 110和所述RRH120之间的前传链路130上的带宽可能在一定程度上会随着所述RRH 120在上行链路方向上承载的UE负载和所述BBU 110在下行链路方向上承载的UE负载的变化而变化。

其他不太集中的分割包括分割(C)233，其中在所述BBU 110中继续进行前向纠错(forward error correction，简称为FEC)和多输入多输出(multiple-in multiple-out，简称为MIMO)天线处理(联合解码，而非联合检测)，而所述RRH 120分配了与(解)交织、(解)调制和均衡相关的功能。在所述分割中，前传容量取决于，包括但不限于，信号干扰噪声比(signal plus interference to noise ratio，简称为SINR)、由HARQ引起的信道秩、所采用的链路自适应算法和UE负载等因素。

最后，分割(D)234在所述RRH 120上分配所有BTS功能，移除所有集中化并且基本上恢复到1G/2G分散式概念，其中所述BTS位于天线站点。在所述分割中，前传容量与用户吞吐量有关并且取决于，包括但不限于，无线链路质量和UE负载等因素。

附图说明

现在将结合以下附图描述本发明的示例实施例，不同附图中的相同参考数字表示相同元件，其中：

图1是C-RAN架构示例的方框图，包括至少一个BBU和连接到至少一个RRH的点对点前传链路；

图2示出了BBU和RRH之间BTS功能的示例分割的方框图；

图3是图1中RRH的示例前传容量需求随频域I/Q分割中时间变化的曲线图；

根据示例，图4示出了将至少一个BBU耦合到至少一个RRH以利用统计复用增益的分组网络的方框图；

图5A是图4网络部分的方框图，示出了其网络链路上的理论负载情况；

图5B是图5A中RRH的示例前传容量需求随时间变化的曲线图；

根据示例，图5C是图5A中网络部分的方框图，示出了在其网络链路上考虑可用统计复用增益后的负载情况；

图6示出了图4的前传控制器以及利用其网络中其他组件的控制输入和输出的方框图；

图7示出了根据示例的方法步骤的流程图；

图8示出了根据示例的处理系统的方框图。

出于解释而非限制性目的，本文进行了详细描述，以供全面理解。在一些情况下，对公知设备、电路和方法未做详细描述，以免因不必要的细节造成本说明书模糊不清。

发明内容

在一个示例中，公开了一种用于网络的前传控制器，所述网络包括通过至少一个可变比特率网络通信链路进行耦合的多个节点，所述网络对至少一个前传处理器和至少一个无线收发器进行耦合，其中所述无线收发器与至少一个支持的无线设备交互RF模拟信号。所述前传处理器通过网络与至少一个收发器交互频域样本的数据包。所述控制器监控至少一个收发器的无线频谱占用信息和至少一个频谱占用阈值，并根据所述信息改变至少一条网络链路的比特率。

所述网络链路可以是灵活以太网(flexible Ethernet，简称为FlexE)、同步光纤网络(synchronous optical networking，简称为SONET)、DWDM可变比特率、链路聚合(LinkAggregation，简称为LAG)和/或等价多路径(Equal Cost Multi Path，简称为ECMP)链路。

所述前传控制器可以在与可能影响频谱占用的至少一个预测事件相关联的至少一个周期期间主动调整所述比特率和/或阈值。

所述信息可以包括统计复用数据。所述频谱占用信息可能涉及与收发器相关联的网络链路上的数据包、收发器支持的设备密度、和/或网络链路耦合的节点的拓扑结构和/或负载情况。

所述前传控制器可以构成所述前传处理器的一部分。所述前传处理器可以是BBU。所述前传处理器可以耦合到多个收发器并与多个收发器交互数据包。所述收发器可以是位于射频天线附近的RRH。所述无线设备可以是UE。所述无线设备可以由多个收发器支持。

所述网络可以支持与支持前传信息交互无关的通信，用于与前传处理器和收发器之间的无线设备进行通信。所述节点可以是在其上下载网络功能以形成虚拟网络功能(VNF)的网络接入点(point of presence，简称为PoP)。所述网络功能可以支持前传信息交互，用于与所述前传处理器和收发器之间的无线设备进行通信。

所述数据包可以具有可变长度。所述数据包可以省略与至少一个子载波相关联的至少一个样本，所述子载波未被所述收发器用于支持无线设备。

在一个示例中，公开了一种控制前传信息交互的方法，所述前传信息包括至少一个前传处理器和至少一个无线收发器之间的频域样本的数据包，其中所述无线收发器通过网络与至少一个所支持的无线设备交互至少一个RF模拟信号。所述网络包括通过至少一个可变比特率网络通信链路进行耦合的多个节点。所述方法包括监控至少一个收发器的无线频谱占用信息，并根据其改变网络链路的比特率。

所述监控步骤可以包括：在与可能影响频谱占用的至少一个预测事件相关联的至少一个周期期间主动调整所述比特率和阈值中的至少一个。

在一个示例中，公开了一种节点，其具有处理器和存储器，其中所述存储器包含用于由所述处理器执行的前传控制器软件模块。所述软件模块使得所述节点对前传信息的交互进行控制，其中所述前传信息包括至少一个前传处理器和至少一个无线收发器之间的频域样本的数据包，所述无线收发器通过网络与至少一个所支持的无线设备交互至少一个RF模拟信号。所述网络包括通过至少一个可变比特率网络通信链路进行耦合的多个节点。所述软件模块使得所述节点监控至少一个收发器的无线频谱占用信息，并根据其改变网络链路的比特率。

所述软件模块能够使所述节点在与可能影响频谱占用的至少一个预测事件相关联的至少一个周期期间主动调整所述比特率和阈值中的至少一个。

具体实施方式

因为在频域I/Q分割(B)232中，如果未使用由RRH 120发送或接收的RF模拟信号的特定子载波，则所述BBU 110和RRH 120之间的前传链路130包括频域样本。例如，由于所述RRH 120支持的UE密度低，因此可以从通过所述前传链路130发送的样本中省略这种未使用的子载波对应的频域样本。然后由此得出结论，所述前传链路130承载的负载可以随UE负载的变化而变化。因此，经过所述前传链路130的比特流量也可以随UE负载的变化而变化。

图3是通过图1的每个RRH 120绘制的前传容量310、320、330上的负载随时间变化的示例曲线图，采用频域I/Q分割(B)232并且通过所述前传链路130不发送未使用的子载波对应的样本。可以看出，容量需求310、320、330分别可以随时间的变化而发生显著变化。此外，特定RRH 120的容量需求310的变化可以与其他RRH 120的容量需求320、330毫无关联。每个RRH 120的容量需求310、320、330的可变性和不相关性表明某种统计多路复用可以提供一定增益。

图4示出了修改图1中的前传概念以支持和利用统计复用增益的方框图。在该图中，所述前传处理器可以是BBU 110，其通过通常在400处示出的前传网络耦合到RRH 120，其中所述400代替所述前传链路130。在本发明中，将所述RRH 120和BBU 110进行耦合的前传网络400的一部分通常被称为这种RRH 120的前传。每种所述RRH 120支持零个或多个UE。在一些示例中，特定UE可以由一种以上的RRH 120支持，例如，作为非限制性示例，在切换期间或在MIMO天线布设期间。

所述前传网络400包括对一对节点N_x和N_y 440进行耦合的至少一个可变比特率网络通信链路L_x-y 430。由网络链路L_x-B 430耦合的节点440的其中一个可以是BBU 110。每个RRH 120(RRH_#)通过终端链路L_#450耦合到所述前传网络400中的节点N_x 440的其中一个。

所述节点440通过所述网络链路430交互数据包。在一些示例中，所述数据包包含用于所述RRH 120与由其支持的UE之间的通信的前传信息的频域样本。在一些示例中，所述前传信息包括频域I/Q样本。在一些示例中，所述频域I/Q样本涉及所述RRH 120与支持的UE进行通信时所使用的子载波。在一些示例中，所述数据包省略了与至少一个子载波相关联的至少一个样本，在与所支持的UE进行通信时所述RRH 120不使用所述子载波。在一些示例中，由所述节点440交互的数据包为可变长度的数据包。

每个所述网络链路430能够改变其比特率容量。在一些示例中，网络链路430可以是灵活以太网(FlexE)链路。所述FlexE提供了一种机制，通过使用以太网绑定、子速率支持和/或信道化，在现有的以太网PHY速率之上支持不受现有物理层(physical layer，简称为PHY)速率支持的各种以太网MAC速率。当前版本的FlexE支持一个或多个绑定的100GbpsPHY信道以及10Gbps、40Gbps和25的整数倍Gbps的MAC速率。

在一些示例中，所述网络链路430的可变比特率能力可以由同步光纤网络(SONET)、DWDM链路、链路聚合(LAG)和/或等价多路径(ECMP)链路提供。所述LAG和/或ECMP链路允许通过使用平行链路并在其上传输流量来增加两个网络设备之间的容量。

在一些示例中，将RRH 120耦合到节点440的一个或多个终端链路450还可以具有可变比特率能力。

在一些示例中，节点440可以通过多个网络链路430耦合到多个其他节点440。在一些示例中，节点440可以通过相应的终端链路450耦合到多个RRH 120。

在一些示例中，所述节点440和/或所述BBH 110可以是NVF环境中的网络接入点(PoP)，所述PoP可以从云资源下载网络功能以实例化虚拟网络功能(VNF)。所述网络功能可以包括支持实现本文所述的前传的软件。在一些示例中，除了支持本文所述的前传之外，所述网络功能还可以支持其他功能。在一些示例中，所述PoP可以通过多个VNF实现实例化，以支持本文所述的前传支持之外的其他功能。

在一些示例中，NFV环境由管理和编排(management and orchestration，简称为MANO)模块470支持。所述MANO模块470可以包括编排器471、VNF管理器(VNF manager，简称为VNFM)472和/或虚拟化基础设施管理器(virtual infrastructure manager，简称为VIM)473。所述编排器471结合所述VNFM 472和VIM 473负责执行网络切片的生命周期管理(lifecycle management，简称为LCM)，其中一个或多个PoP通过那些为特定业务提供动态业务级别能力的VNF实现实例化。网络切片的使用仅允许在适当的时候对那些适当的VNF进行实例化。

所述编排器471识别对属于网络切片实例的VNF进行托管的合适的PoP，并将这些位置传递到VNFM 472。VNFM 473执行这些VNF的LCM。在一些示例中，所述编排器662提供用于在VNF上触发LCM动作的指令。所述VIM 473管理所述VNF的池化资源。在一些示例中，所述编排器471向所述VIM 473提供VNF资源需求，其中所述VIM 473提供所需资源并将资源位置返回给所述编排器471。

在一些示例中，PoP中的VNF实例化可以用在SDN环境中，在所述SDN环境中可以对所述前传网络400中节点440和网络链路430的拓扑进行动态且快速的重新配置。在一些示例中，SDN控制器(SDN controller，简称为SDN-C)474可以管理所述SDN环境，其中所述SDN-C 474可以构成所述MANO模块470的一部分。所述SDN-C 474负责确定和实施所述前传网络400中的SDN启用路由器的流等级转发规则。在一些示例中，所述SDN-C 474可以支持与所述前传网络400中的中间联网设备的通信，包括交换机、路由器、DWDM设备和/或光传送网(optical transport network，简称为OTN)设备。

在所述BBH 110和RRH 120之间插入所述网络400有助于利用前传中的统计复用增益。如图5A所示，其中示出了RRH 120(RRH₁、RRH₂、RRH₃、RRH₄)、网络链路430(L_1-2、L_2-3、L_3-B)、节点440(N₁、N₂、N₃)和终端链路450(L₁、L₂、L₃、L₄)的示例子集。

为了说明起见，假设每个所述RRH 120在RRH₁、RRH₂、RRH₄和RRH₅对应的每个终端链路L₁、L₂、L₄、L₅ 450上分别施加负载X 510、520、540、550，对于所述前传网络400的前传容量，可以认为网络链路L_1-2 430上的负载是2X，网络链路L_2-3 430上的负载是3X，网络链路L_3-B 430上的负载是4X。

然而，当实际负载510、520、540、550绘制为随时间变化的函数时，如图5B所示，可以看出，由于所述负载510、520、540、550会随时间变化，且它们之间无相关性，网络链路L_2-3430和网络链路L_3-B 430上的负载均保持为2X，这反映了因统计复用而引起的增益。如图5C所示。

因此，应当理解的是，因为各RRH 120的UE负载随时间而变化，施加在所述前传网络400中的节点440之间的网络链路430上的负载也会发生变化。可变比特率网络链路430的使用有助于确保在任何网络链路430上有足够的前传容量，以支持各RRH 120对其提出的要求。

作为非限制性示例，在一个或多个所述网络链路430是共同提供100Gbps吞吐量的FlexE链路的情况下，可以为一个或多个所述网络链路430动态分配10Gbps整数倍(小于10)的MAC速率容量。如果在特定的时间点增加这种网络链路430的负载使其当时分配的容量不足，则可以从另一个这样的FlexE网络链路430被动地转移额外的10Gbps(或其整数倍)并分配给它。除了提供容量效率之外，还可以改善排队延迟性能。

同样地，如果所述网络链路430不再需要此类增加的容量，则它可以放弃10Gbps(或其整数倍)，然后所述10Gbps可以重新分配给另一个FlexE网络链路430。

换句话说，不同网络链路430的FlexE MAC速率可以被动地或主动地适应所述前传网络400的动态变化，而不必为每个网络链路430支持多个以太网链路上的多个PHY速率。

还应当理解的是，在一些情况下，施加在特定网络链路430的前传容量上的负载变化是可预测的，因为它响应于时间事件。作为非限制性示例，如果对特定RRH 120进行地理定位，以便靠近并支持市中心商业区域，则可以可靠预测，在这种RRH 120的前传中，网络链路430所要求的容量可能在每周一到周五上午9:00或左右至下午5:00或左右增加并维持较高状态，并从每周五下午5:00或左右开始、整个周六和周日、直到下周一上午9:00或左右维持较低状态。因此，可以适当地在周一至周五的上午9:00至下午5:00期间主动增加这种网络链路430的容量，和/或在周五下午5:00和下周一上午9:00期间减少这种网络链路430的容量。

除了响应UE负载需求而在每个RRH 120的前传中被动地和/或主动地改变一个或多个所述可变比特率网络链路430的容量(调整速率)之外，还可以这样理解，即使所述RRH120的UE负载情况基本上不随时间改变，在所述BBH 110和RRH 120之间交互的频域样本可以不时地通过前传网络400采用不同的路由。这种路由改变还可以被动地或主动地改变特定网络链路430的容量。

此外，特别是在具有SDN能力的前传网络400中，所述前传网络400自身的拓扑结构会随时间发生变化。此类拓扑结构改变可能影响所述前传网络400中特定网络链路430所支持的RRH 120的标识和/或数量，进而可能影响施加在这种网络链路430上的容量需求。

更进一步，尤其是在具有NFV能力的前传网络400中，可以改变VNF(无论是否支持前传能力)的网络功能，所述VNF可以不时地分配到直接地或间接地耦合到特定网络链路430的PoP，这可以影响通过这种网络链路430传送的业务量。

因此，应当理解的是，通过存在的多个因素和已处理数据，确定所述前传网络400中每个所述网络链路430的前传容量。为此，所述前传网络400设有前传控制器460，以被动地和/或主动地改变所述网络链路430的比特率。

如图4所示，以及图6所示的更多细节，前传控制器460通过控制链路(如虚线所示)交互控制信息，所述控制链路直接或间接地耦合到每个网络链路430、节点、RRH120、以及BBU 110，以监控所述RRH 120的无线频谱占用信息。在一些示例中，特别是如果终端链路450的比特率也是可调的，则前传控制器460可以直接地或间接地耦合到所述RRH 120和节点440之间的每个所述终端链路450。在一些示例中，前传控制器460直接或间接地耦合到包括SDN-C 474的(MANO)模块470上。所述前传控制器460耦合到一个或多个数据库671、681以监控频谱占用阈值信息。

在一些示例中，所述前传控制器460在控制面中操作。在一些示例中，所述前传控制器460可以包括PoP，所述PoP可以从云资源上下载网络功能以实例化VNF。在一些示例中，所述前传控制器460可以构成所述BBU 110的一部分。

如图6所示，可以进一步看出，所述前传控制器460从所述BBU 110接收控制输入610。这种控制输入610可以包括以频域样本数据包的形式接收前传流量的RRH 120的信息。在一些示例中，这种信息可以包括统计复用数据，如图3中所示的曲线。在一些示例中，这种信息可以包括特定网络链路430的容量请求。在一些示例中，并非是这种请求，而是这种信息可以包括BBU 110从中确定这种请求的信息。在一些示例中，控制输入610可以包括数据包丢失和/或延迟的统计。

在一些示例中，所述前传控制器460生成其提供给所述BBU 110的控制输出615。这种控制输出615可以包括接收所述BBU 110的信息和/或请求的确认。

所述前传控制器460还从每个RRH 120接收控制输入620。这种控制输入620包括通过改变底层网络链路430的容量而改变所述RRH 120的前传容量成功和/或失败的信息。在一些示例中，所述控制输入620可以包括所述RRH 120使用数据包的统计和/或引起的任何损失或延迟。

所述前传控制器460还从每个网络链路430接收控制输入630。这种控制输入630包括分配给所述网络链路430的当前负载容量的信息。

所述前传控制器460还接收每个节点440的控制输入640。这种控制输入640包括在其上实例化的任何其他VNF的信息以及由这些其他VNF施加的任何流量限制的信息。在一些示例中，这种信息可以包括通过网络链路430由所述节点440发送的数据包的大小和/或数量。在一些示例中，这种信息可以包括所述节点440的负载情况。

在一些示例中，所述前传控制器460生成其提供给一个或多个节点440的控制输出645。这种控制输出645可以包括警告所述节点440的信息，提示在网络链路430和构成下游RRH 120的前传的下游节点440上可能发生阻塞。在这种示例中，所述节点440会通过限制这种RRH 120支持的UE的数量(降低UE密度)和/或限制为这种RRH 120和UE之间的通信提供的带宽，作出应对反应。

在一些示例中，特别是如果它们也能够使其比特率发生变化，则所述前传控制器460还可以从每个终端链路450接收控制输入650。这种控制输入650可以包括分配给所述终端链路450的当前负载容量的信息。

在一些示例中，所述前传控制器460还接收来自MANO 470的控制输入660和/或发送到MANO 470(包括但不限于SDN-C 474)的控制输出665，以便与任何中间网络设备进行通信。这种控制输入660可以包括所述节点440的拓扑结构信息和对节点对440进行耦合的网络链路430的信息。在一些示例中，控制输入660包括终端链路450的信息以及由此耦合的RRH 120和节点440的信息。

在一些示例中，所述前传控制器460生成其提供给MANO 470的控制输出665。在一些示例中，这种控制输出665可以允许所述前传控制器460向所述MANO 470发出警告，提示一个或多个节点440受到构成下游RRH 120的前传的网络链路430和下游节点440的资源限制。在这种示例中，MANO 470可通过实例化更多节点440或通过释放其他资源，作出应对反应。

所述前传控制器460还从阈值数据库671接收控制输入670。如前所述，所述前传控制器460可以改变一个或多个网络链路430的比特率以响应网络变化。这种改变可以包括但不限于RF频谱占用、UE附着和移除过程、UE状态机状态和/或UE切换过程的改变。这种信息可以由前传控制器从分组核心网中获取，其中所述分组核心网可以在节点440、LTE或5G控制面中运行。

RF频谱占用变化涉及每个RRH 120的RF频谱占用以支持其关联的UE，所述RF频谱占用变化例如可以通过以下一个或多个揭示：通过控制输入610由BBU 110揭示、通过控制输入620由RRH 120揭示、通过控制输入630由节点链路430和/或通过控制输入640由节点440揭示。可以根据所使用的子载波的标识和数量以及每个子载波的负载情况(即，数据量)来监控RF频谱占用。

UE附着和移除以及UE切换过程变化涉及特定RRH 120支持的UE的数量和标识，例如可以通过控制输入620由RRH 120揭示。一般情况下，增加RRH 120的UE负载，则会相应增加支持这种RRH 120的前传的带宽。

此外，在各个时间点，UE可以处于空闲态，在此期间，一般情况下，可以减少支持与所述空闲UE连接的RRH 120的前传的带宽。因此，BBU 110掌握UE状态机的状态改变，对前传带宽进行相应调整。

理论上，所述前传控制器460可以改变每个网络链路430的比特率，以直接地响应瞬时网络的变化，实际上，由于光纤链路的激活(配置)和/或去激活(取消配置)具有固有延迟，因此，需指定一个或多个阈值以减少控制中断。可以在阈值671的数据库中保持这种阈值，并且通过控制输入670使这些阈值可用于所述前传控制器460。

因此，如果网络改变导致网络链路430的RF频谱占用超过阈值水平，则可以增加分配给这种网络链路430的比特率。

在一些示例中，如果网络改变导致网络链路430的RF频谱占用低于阈值水平，则可以降低分配给这种网络链路430的比特率。

在一些示例中，可以通过保持两组阈值来获得迟滞方式，以降低在比特率降低之后直接或立刻增加比特率的可能性。第一组阈值指定所分配的比特率应该增加的级别。第二组阈值指定所分配的比特率应该减小的级别，并且往往设为低于第一组阈值的级别。

在一些示例中，可以为不同的网络链路430或网络链路组单独地指定阈值。在一些示例中，所述前传控制器460可以通过控制输出675不时地改变一个或多个阈值。

所述前传控制器460还从预测信息681的数据库接收控制输入680。如前所述，除了被动地改变网络链路430的比特率之外，所述前传控制器460还可以主动地或预测地改变分配给一个或多个网络链路430的比特率，以响应时间信息。所述前传控制器460通过控制输入680获得所述时间信息。在一些示例中，所述前传控制器460可通过控制输出685更新一些或全部时间信息。

在一些示例中，时间信息可以是日期、星期和/或发生某些事件的时间段、以及性质描述和/或事件地理位置中的一种或多种形式，所述前传控制器460预计可以从中推导出要分配给一个或多个网络链路430的一组比特率容量。

在一些示例中，可以优先推导出所述比特率容量和对应的网络链路430，在这种情况下，所述时间信息可以是日期和/或时间范围、推导出的比特率容量和相关联的网络链路430的形式。

在一些示例中，所述时间信息包括每个网络链路430的比特率容量分配和/或负载的历史记录，所述前传控制器460不时地通过控制链路685更新所述时间信息，而且所述前传控制器460通过控制链路680访问所述时间信息，以供使用。在一些示例中，假设在一天(或其他宏观时间段)内存在K个间隔，则所述历史记录包括对于具有T秒持续时间的间隔T_k的每个RRH 120的RF频谱占用。

在一些示例中，根据如下公式，通过使用各K个间隔的收集的RF频谱占用和当前平滑频谱占用，所述前传控制器460预测次日(或其他宏观时间段)每个RRH 120的频谱占用：

XS_k＝αXS_k+(1-α)X_k (1)

其中，XS_k为当前平滑频谱占用；

X_k为收集的频谱占用；

α为恒定的平滑分数。

在一些示例中，可以将从网络链路430中推导出的当前平滑频谱占用与阈值数据库671中的一个或多个阈值进行比较，如果所述当前平滑频谱占用超过阈值水平，则增加分配给这种网络链路430的比特率，和/或如果它低于阈值水平，则可以降低分配给这种网络链路430的比特率。

在一些示例中，用于预测适应的阈值不同于用于被动适应的阈值。在一些示例中，可以使用相同阈值。

如前所述，所述前传控制器460生成每个网络链路430的控制输出635。就比特率而言，分配给所述网络链路430的这种控制输出635包括用于改变(增加和/或减少)当前负载容量的指令。

在一些示例中，特别是如果它们也能够使其比特率发生变化，则所述前传控制器460可以生成每个终端链路450的控制输出655。就比特率而言，分配给终端链路450的这种控制输出655可以包括用于改变(增加和/或减少)当前负载容量的指令。

方法步骤

现在转到图7，其示出了700处的总体流程图，示出了前传控制器460在用于控制BBU 110与至少一个RRH 120之间的前传信息交互的方法中所采取的示例步骤。

示例步骤710：监控RRH 120的无线频谱占用信息。

示例步骤720：根据其改变网络链路430的比特率。

示例步骤730：在与预测事件相关联的周期期间调整所述比特率和/或阈值。

示例设备

根据本发明详细描述的示例实施例，需要说明的是，所述实施例主要体现在结合装置或设备以及与一个或多个这种组件之间的交互相关的处理步骤。

图8是可用于实现一个或多个设备的处理系统的方框图，通常如800所示，例如前传控制器460、BBU 110、RRH 120、节点440、和/或MANO 470和/或其组件，用于执行本文公开的一种或多种方法的步骤。

设备800包括处理单元810、存储介质820和通信接口830。在一些示例实施例中，所述设备800还可以包括对这些部分或全部组件进行互连的处理总线840、以及其他设备和/或控制器。在一些示例中，所述设备800可以包括输入/输出(I/O)设备850、网络连接设备860、收发器870和/或天线880。

作为非限制性示例，通过向通信接口830发送数据和/或控制信号，以及通过从存储介质820检索数据和/或指令，所述处理单元810控制所述设备800的一般操作，以执行本文公开的方法步骤。

然而，通过配置，所述处理单元810的硬件配置能够以足够的软件数量、处理能力、存储资源和网络吞吐量能力进行操作，以处理其上的任何工作量。

如上所述，存储介质820可存储所述设备800使用的数据。如本文所公开的，所述存储介质820还可以用于将计算机代码和/或代码序列、指令、配置信息、数据和/或脚本存储在位于计算机程序产品上或计算机程序产品中的计算机程序中。当由处理单元810执行时，所述计算机程序使得处理单元810执行与设备800相关联的一个或多个功能。

通信接口830便于与I/O设备850、网络连接设备860和/或通信网络中的其他实体进行通信。在一些示例实施例中，所述通信接口830与收发器870相连，其中所述收发器870可以包括一个或多个发送器和/或接收器、以及至少一个天线880，通过所述天线880实现这种通信。因此，所述通信接口830可以包括一个或多个接口和合适数量的端口，以将内部和外部I/O设备850、网络连接设备860等耦合到所述处理单元810。

网络连接设备860可以使得所述处理单元810与因特网或一个或多个内联网(未示出)进行通信，以便与远程设备进行通信，从而实现数据处理和/或通信。所述网络连接设备860还可以包括具有一个或多个收发器870的接口，用于以无线方式或其他方式发送和接收信号。通过利用这种网络连接，估计所述处理单元810可以在执行一个或多个上述方法步骤的过程中从网络接收信息或者可以向网络输出信息。

所述收发器870用于准备待发送的数据和/或转换接收到的数据以供所述处理单元810处理。

可以省略其他组件以及设备800的相关功能，以免造成本文所述概念模糊不清。

术语

术语“包括”和“包含”的使用不受限制，因此应当理解为“包括，但不限于”。术语“示例”和“示例性”仅用于表示实例，用于说明性目的，且不应理解为本发明的范围仅限所述实例。特别地，术语“示例性”不应理解为表示或赋予对使用其的表达的任何赞美、益处或其他特性，无论是在设计、性能还是其他方面。

任何形式的术语“耦合”和“通信”旨在表示直接连接或通过某些接口、设备、中间组件的间接连接，或者是电力的、机械的、化学的或其他方式的连接。

“上”、“下”、“左”和“右”等方位术语用于指示附图中的方向，除非另有说明。类似地，“向内”和“向外”等词语分别用于指示朝向和远离装置的几何中心、区域或体积或其指定部分的方向。此外，本文所述的所有尺寸仅用于通过示例的方式说明某些实施例的目的，并且不用于限制可以脱离指定尺寸的任何实施例的范围。

单数形式的引用包括复数，反之亦然，除非另有说明。

如本文所使用的“第一”和“第二”等关系术语以及“a”、“b”等编号设备可以仅用于区分一个实体或元素与另一个实体或元素，并不一定要求或表示此类实体或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。

概述

本发明所述的原理、方面和实施例等所有陈述以及其具体示例旨在涵盖其结构和功能等同物。另外，这些等同物旨在包括当前已知的等同物以及将来开发的等同物，例如，不管结构如何，开发的用来执行相同功能的任何元件。

应当理解的是，由权利要求而不是由所提供的具体实现方式描述的本发明，可以通过省略、添加或替换具有等同功能元件的元件加以改进，并提供了许多可应用的发明概念，其可以在各种特定环境中体现。所论述的具体示例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。相反，本文所述的一般原理仅仅是对本发明范围的说明。

显然，结合本说明书，涵盖替代、修改和等同物的各种修改和改动对于相关领域的普通技术人员而言是显而易见的，并且可以在不脱离本发明权利要求保护范围的情况下，对本文公开的示例做出这种修改和变型。

因此，本说明书和其公开的示例仅视为示例性目的，本发明的实际保护范围由以下编号的权利要求公开。

Claims

1.一种用于前传网络的前传控制器，其特征在于，所述前传网络包括通过至少一个可变比特率网络通信链路进行耦合的多个节点，所述前传网络将至少一个基带单元和至少一个无线收发器进行耦合，其中，所述无线收发器与至少一个支持的无线设备交互至少一个RF模拟信号的至少一个远程无线电单元，所述基带单元用于通过前传网络与所述远程无线电单元交互频域样本的数据包；所述前传控制器用于从基带单元和/或远程无线电单元接收关于至少一个远程无线电单元和至少一个频谱占用阈值处的无线频谱占用的信息，并随之改变前传网络中的至少一个网络链路的比特率；

其中，当所述无线频谱占用超过第一阈值电平时，增加分配给所述至少一个网络链路的比特率；当所述无线频谱占用低于第二阈值电平时，增加分配给所述至少一个网络链路的比特率；

其中，所述网络链路至少是灵活以太网FlexE链路、同步光纤网络SONET链路、密集波分复用DWDM链路、链路聚合LAG链路和/或等价多路径ECMP链路中的其中一种。

2.根据权利要求1所述的前传控制器，其特征在于，所述前传控制器在与可能影响所述频谱占用的至少一个预测事件相关联的至少一个周期期间主动调整所述比特率和所述阈值中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的前传控制器，其特征在于，所述信息包括统计复用数据。

4.根据权利要求3所述的前传控制器，其特征在于，所述信息包括统计复用数据。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述信息涉及与所述收发器相关联的网络链路上的至少一个数据包、所述收发器支持的设备密度、所述网络链路耦合的节点的拓扑结构以及所述网络链路耦合的节点的负载情况。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述前传控制器是前传处理器的一部分。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述前传处理器包括宽带单元BBU。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述前传处理器耦合到多个收发器并与其交互数据包。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述收发器包括位于射频天线附近的远程射频头RRH。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述无线设备包括用户设备UE。

11.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述无线设备由多个收发器支持。

12.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述网络支持与支持前传信息交互无关的通信，用于与所述前传处理器和所述收发器之间的无线设备进行通信。

13.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述节点包括在其上下载网络功能以形成虚拟网络功能VNF的网络接入点PoP。

14.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述网络功能支持前传信息交互，用于与所述前传处理器和所述收发器之间的无线设备进行通信。

15.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述数据包具有可变长度。

16.根据权利要求1-4中任意一项所述的前传控制器，其特征在于，所述数据包省略与至少一个子载波相关联的至少一个样本，所述子载波未被所述收发器用于支持无线设备。

17.一种控制前传网络的方法，其特征在于，所述前传网络包括通过至少一个可变比特率网络通信链路进行耦合的多个节点，所述前传网络将至少一个基带单元和至少一个无线收发器进行耦合，其中，所述无线收发器与至少一个支持的无线设备交互至少一个RF模拟信号的至少一个远程无线电单元，所述基带单元用于通过前传网络与所述远程无线电单元交互频域样本的数据包，所述方法包括：

从基带单元和/或远程无线电单元接收关于至少一个远程无线电单元和至少一个频谱占用阈值处的无线频谱占用的信息，并随之改变前传网络中的至少一个网络链路的比特率；

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在与可能影响所述频谱占用的至少一个预测事件相关联的至少一个周期期间主动调整所述比特率和所述阈值中的至少一个。

19.一种通信节点，其特征在于，所述通信节点具有处理器和通信接口，其中：

所述通信接口用于输入/输出；

所述处理器用于执行如权利要求17-18中任意一项所述的方法。

20.如权利要求19所述的通信节点，其特征在于，还包括存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序在所述处理器中运行时，所述处理器执行如权利要求17-18中任意一项所述的方法。

21.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序在通信节点上运行时，所述通信节点执行如权利要求17-18中任意一项所述的方法。